Oxidative stress as markers in identification of aluminum-tolerant peach tree rootstock cultivars and clonal selections.

Abstract: Peach rootstock and scion cultivars are selected in breeding programs considering resistance to pests and diseases, salt tolerance, drought tolerance, and vigor. However, rootstock tolerance to aluminum (Al), which is markedly present in tropical and subtropical soils of the world, is not considered. Thus, it is essential to define potential markers that can contribute to the selection of Al-resistant or Al-tolerant peach rootstocks. The objective of this study was to identify Al-tolerant peach tree rootstock cultivars and clonal selections using physiological and oxidative stress variables. A completely randomized experimental design was used in a 13 (rootstock cultivars and clonal selections) × 2 (with and without Al) factorial arrangement, with three replications. Nursery peach trees of own-rooted ‘BRS Mandinho’ (without rootstock) and nursery trees of ‘BRS Mandinho’ grafted on different rootstock cultivars and clonal selections were grown in a hydroponic system, consisting of two treatments, with and without 100 mg L-1 of Al. Dry biomass, photosynthetic variables, pigment concentration, hydrogen peroxide content, membrane lipid peroxidation, and activity of the antioxidant enzymes were evaluated. The total dry matter production of the own-rooted ‘BRS Mandinho’ trees and the SS-CHI-09-39 and SS-CHI-09-40 selections is affected by the Al presence, representing a decline of 35.4, 37.2, and 24.4 %, respectively, compared to the treatment with Al. The highest total dry matter production in Al presence was observed for the ‘Sharpe’ rootstock. ‘Capdeboscq’, DB-SEN-09-23, FB-ESM-09-43, JB-ESM-09-13, JAH-MAC-09-77, SAS-SAU-09-71, and VEH-GRA-09-55 rootstock selections are tolerant to Al. The use of physiological and biochemical variables shows potential for the selection of clonal rootstocks tolerant or resistant to Al. Resumo: Os porta-enxertos e cultivares de pessegueiro são selecionados em programas de melhoramento considerando a resistência a pragas e doenças, tolerância ao sal, tolerância à seca e vigor. Contudo, a tolerância do porta-enxerto ao alumínio (Al), que está marcadamente presente nos solos tropicais e subtropicais do mundo, não é considerada. Assim, é essencial definir potenciais marcadores que possam contribuir para a seleção de porta-enxertos de pessegueiro resistentes ou tolerantes ao Al. O objetivo deste estudo foi identificar cultivares de porta-enxertos de pessegueiro tolerantes ao Al e seleções clonais utilizando variáveis fisiológicas e de estresse oxidativo. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 13 (cultivares de porta-enxertos e seleções clonais) x 2 (com e sem Al), com três repetições. Pessegueiros de mudas 'BRS Mandinho' de raiz própria (sem porta-enxerto) e mudas de 'BRS Mandinho' enxertados em diferentes cultivares de porta-enxertos e seleções clonais foram cultivados em sistema hidropônico, composto por dois tratamentos, com e sem 100 mg L- 1 de Al. Foram avaliadas biomassa seca, variáveis fotossintéticas, concentração de pigmentos, teor de peróxido de hidrogênio, peroxidação lipídica de membrana e atividade de enzimas antioxidantes. A produção total de matéria seca das árvores 'BRS Mandinho' de raiz própria e das seleções SS-CHI-09-39 e SS-CHI-09-40 é afetada pela presença de Al, representando um declínio de 35,4, 37,2 e 24,4 %, respectivamente, em comparação ao tratamento com Al. A maior produção total de matéria seca na presença de Al foi observada para o porta-enxerto ‘Sharpe’. 'Capdeboscq', DB-SEN-09-23, FB-ESM-09-43, JB-ESM-09-13, JAH-MAC-09-77, SAS-SAU-09-71 e VEH-GRA-09 -55 seleções de porta-enxertos são tolerantes ao Al. A utilização de variáveis fisiológicas e bioquímicas apresenta potencial para seleção de porta-enxertos clonais tolerantes ou resistentes ao Al.