On the use of genetic parameters and stomatal distribution to improve drought tolerance in eucalyptus | Sobre a utilização de parâmetros genéticos e da distribuição estomática para melhorar a tolerância à seca em eucalipto

By having stomata on both leaf surfaces, amphistomatic species increase stomatal conductance to CO2 to achieve higher photosynthetic rates; however, the potential for greater water loss from the leaves also increases. In Eucalyptus, this is particularly interesting because amphistomatic Eucalyptus are common in more arid environments. Therefore, in this study, we investigated whether amphistomatic Eucalyptus species exhibit greater water supply and/or greater leaf resistance to drought than hypostomatic species to compensate for their "leaky" leaves. The only leaf-level drought resistance mechanisms observed in amphistomatous species were a higher modulus of elasticity, greater capacitance, and almost erect leaves. The higher rates of residual water loss, not accompanied by an increase in water distribution efficiency or leaf desiccation protection mechanisms, associated with the drier environments where amphistomatic eucalypts are common, suggest that these species may be more vulnerable to drought compared to hypostomatic species. In addition, we used the database generated during the characterization of seven of the eight species used in the previous study, applying the REML (Restricted Maximum Likelihood) / BLUP (Best Linear Unbiased Prediction), which makes it possible to estimate the variance components and predict the genetic values of individuals, as well as estimating genetic parameters such as heritability, accuracy and coefficient of genotypic variation. We carried out this analysis on anatomical variables, gas exchange, water relations, allometry, and growth, as well as the content of compounds from the metabolism. This information, which is scarce in the literature, indicates interesting characteristics for inclusion in breeding programs, speeding up the development of genotypes adapted to different environmental conditions from the juvenile stage. Reducing the time needed to develop new genotypes and increasing the efficiency of breeding programs. Keywords: amphistomatic; hypostomatic; eucalyptus; leaf residual water loss; heritability; accuracy; plant breeding.

Devido à presença de estômatos em ambas as superfícies foliares, as espécies anfistomáticas possuem maior condutância estomática (gs) ao CO2 para atingir taxas fotossintéticas mais elevadas; no entanto, o potencial para uma maior perda de água nas folhas também aumenta. Em Eucalyptus, isto é particularmente interessante porque os Eucalyptus anfistomáticos são comuns em ambientes mais áridos. Assim, neste estudo, investigámos se as espécies anfistomáticas de Eucalyptus apresentam um maior fornecimento de água e/ou uma maior resistência das folhas à seca do que as espécies hipostomáticas para compensar as suas folhas "com vazamentos". E os únicos mecanismos de resistência à seca ao nível da folha observados nas espécies anfistomáticas foram um maior módulo de elasticidade, uma maior capacitância e folhas quase erectas. As maiores taxas de perdas residuais de água, não acompanhadas por aumento da eficiência na distribuição de água nem por mecanismos de proteção contra a dessecação das folhas, associadas aos ambientes mais secos onde os eucaliptos anfistomáticos são comuns, sugerem que essas espécies podem ser mais vulneráveis à seca em comparação com as espécies hipostomáticas. Além disso, usamos o banco de dados gerado durante a caracterização de sete das oito espécies utilizadas no estudo anterior, aplicando a metodologia REML (Máxima Verosimilhança Restrita) / BLUP (Melhor Previsão Linear Não Enviesada), que permite estimar os componentes de variância e prever os valores genéticos dos indivíduos, além de estimar de parâmetros genéticos como herdabilidade, acurácia e coeficiente de variação genotípica. Fizemos esta análise em variáveis anatômicas, de trocas gasosa, de relações hídricas, de alometria e crescimento, além de teores de compostos do metabolismo primário foliar. Essas informações, escassas na literatura, indicam características interessantes para inclusão em programas de melhoramento genético, acelerando o desenvolvimento de genótipos adaptados a diferentes condições ambientais desde a fase juvenil. Reduzindo o tempo necessário para desenvolver novos genótipos e aumentando a eficiência dos programas de melhoramento. Palavras-chave: anfiestomatia; hipoestomatia; eucalipto; perda residual deagua da folha; herdabilidade; acurácia; melhoramento vegetal.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)