search
for
 About Bioline  All Journals  Testimonials  Membership  News  Donations


African Crop Science Journal
African Crop Science Society
ISSN: 1021-9730
EISSN: 2072-6589
Vol. 18, No. 2, 2010, pp. 75-88
Bioline Code: cs10010
Full paper language: English
Document type: Research Article
Document available free of charge

African Crop Science Journal, Vol. 18, No. 2, 2010, pp. 75-88

 en Effects of drought stress on seed sink strength and leaf protein patterns of common bean genotypes
Gebeyehu, Setegn; Wiese, Heike & Schubert, Sven

Abstract

Assimilate availability and the capacity to utilise them in the reproductive structures to a large extent determine reproductive sink establishment and yield of crops under drought stress. This study was carried out to investigate the effect of drought stress imposed at early pod-fill stage on seed sink strength of common bean ( Phaseolus vulgaris check for this species in other resources L.) genotypes differing in drought resistance. Quantitative and qualitative changes in leaf protein patterns was assessed using 2D-gel electrophoresis. A drought-resistant inbred line (SEA 15) and a droughtsusceptible cultivar (BrSp) were grown under non-stress and drought stress conditions in a vegetation hall during the summer of 2004. Drought stress commenced at early pod-filling stage caused 53 and 30% seed yield reductions in BrSp and SEA 15, respectively. The effect of drought on seed yield was primarily due to the significant reduction in number of seeds per plant (48% for BrSp vs. 35% for SEA 15). Whereas seed sucrose concentrations of BrSp decreased by 29 to 47% under drought conditions, the stress resulted in an increase (up to 43%) in concentration of the carbohydrate in SEA 15 seeds. Despite the genotypic difference found for seed sucrose import, seed starch accumulations of the two genotypes decreased under drought stress. For both genotypes, none of the seed sink capacity parameters (numbers and volumes of cotyledonary cells and starch granules per seed) were significantly affected by the stress imposed implying that the drought-induced decrease in seed starch accumulation could be due to limitations in assimilate availability and/or other sink activity factors within the seed. A total of 230 leaf proteins were differentially expressed due to drought out of which 23.5, 15.1, 4.3 and 3.5% were down-regulated, up-regulated, newly appeared and disappeared, respectively. Identification and assigning possible functions in the crop’s response to drought of the stress-induced proteins warrant further study.

Keywords
Assimilate, drought resistance, Phaseolus vulgaris

 
 fr
Gebeyehu, Setegn; Wiese, Heike & Schubert, Sven

Résumé

La disponibilité des assimilats et la capacité de les utiliser dans des structures reproductrices, déterminent en grande partie l’établissement du “sink” reproducteur et les rendements des cultures en conditions de secheresse. Cette étude avait pour objectif l’étude de l’effet du stress hydrique imposé au stade du remplissage des gousses, sur la consistence du “sink” de graines de génotypes du haricot commun ( Phaseolus vulgaris check for this species in other resources L.) de différente résistance à la secheresse. Des changements quantitatfs et qualitatifs dans les structures de protéine des feuilles étaient évalués par l’électrophorèse 2D-gel.Une souche pure résistante à la sécheresse (MER 15) et un cultivar non résistant à la sécheresse (BrSp) étaient cultivés à la fois en conditions de stess et sans stress hydrique dans un hall de vegetation au cours de l’été 2004. Le stress hydrique imposé tôt au stade de remplissage de gousses a entrainé une réduction de rendement en grains de 53 à 30% dans BrSp et SEA 15, respectivement. L’effet du stress hydrique sur le rendement en grains était principalement dû à la réduction significative du nombre de grains par plant (48% pour BrSp contre 35% pour SEA 15). Alors que les concentrations en sucrose dans les grains de BrSp avaient décru de 29 à 47% en conditions de sécheresse, la concentration en hydrates de carbone a augmenté jusqu’à 43% dans les grains de SEA 15. Malgré la différence génotypique trouvée pour l’importation du sucrose dans la graine, l’accumulation de l’amidon dans la graine de deux genotypes a décru en conditions de sécheresse. Pour les deux genotypes,aucun des paramètres de la capacité du sink du grain (nombres et volumes de cellules de cotyledons et granules d’amidon par grain) étaient significativement affectés par le stess imposé, induisant une réduction dans l’accumulation de l’amidon dans le grain qui serait due à la disponibilité des assimilats et/ou d’autres facteurs de l’activité du sink dans la graine. Au total 230 protéines dans les feuilles étaient exprimées de façon différentielle suite à la sécheresse en dehors de laquelle 23.5, 15.1, 4.3 et 3.5% étaient respectivement sous régulés, sur-régulés, nouvellement apparus et disparus. L’identification et l’attribution des fonctions possibles des protéines sous tress induit en réponse de la plante à la sécheresse nécessitent une étude supplémentaire.

Mots Clés
Assimilat, résistance à la sécheresse, Phaseolus vulgaris

 
© Copyright 2010 - African Crop Science Society

Home Faq Resources Email Bioline
© Bioline International, 1989 - 2022, Site last up-dated on 19-Jan-2022.
Site created and maintained by the Reference Center on Environmental Information, CRIA, Brazil
System hosted by the Internet Data Center of Rede Nacional de Ensino e Pesquisa, RNP, Brazil