Screening Genipa americana Progenies for Their Ability to Maintain Leaf Vitality Under Severe Dehydration Using Chlorophyll Fluorescence

Abstract

Abstract. Damage to the photosynthetic apparatus during leaf dehydration is an indicator of the maintenance of leaf vitality and the resilience of tree seedlings to severe drought. Genipa americana is a tree widely distributed in the neotropical region but with great ecological and sociocultural importance in the south of the state of Bahia, Brazil, where its fruits are harvested from subspontaneous trees. This study aimed to compare the feasibility of the maximum quantum efficiency of photosystem II (Fv/Fm) and performance indexes derived from the JIP test, i.e., performance index on absorption basis (PIabs) and total performance index (PItotal), for screening G. americana seedlings from different mother plants for leaf damage caused by dehydration. From leaf dehydration curves, we calculated the values of relative water content (RWC) in which Fv/Fm, PIabs, and PItotal reach a loss of 10% and 50% in relation to the values of fully hydrated leaves. PItotal was the only parameter that revealed consistent significant differences between progenies for RWC at 50% of percentage loss. Significant differences were observed among progenies for leaf traits; however, no correlation was detected between these traits and chlorophyll fluorescence parameters. Monitoring the PItotal values during leaf dehydration is a useful tool for screening G. americana progenies in relation to their capacity to maintain leaf vitality under occasional severe droughts.

Resumen. Los daños en el aparato fotosintético durante la deshidratación foliar son un indicador del mantenimiento de la vitalidad de las hojas y de la resistencia de las plántulas de árboles a la sequía severa. Genipa americana es un árbol ampliamente distribuido en la región neotropical, pero con gran importancia ecológica y sociocultural en el sur del estado de Bahía, Brasil, donde sus frutos son cosechados de árboles subespontáneos. Este estudio tuvo como objetivo comparar la viabilidad de la eficiencia cuántica máxima del fotosistema II (Fv/Fm) y los índices de rendimiento derivados de la prueba JIP, es decir, el índice de rendimiento en base a la absorción (PIabs) y el índice de rendimiento total (PItotal), para el cribado de plántulas de G. americana de diferentes plantas madre por daños en las hojas causados por la deshidratación. A partir de las curvas de deshidratación foliar, se calcularon los valores de contenido relativo de agua (RWC) en los que Fv/Fm, PIabs y PItotal alcanzan una pérdida del 10% y del 50% respecto a los valores de las hojas completamente hidratadas. PItotal fue el único parámetro que reveló diferencias significativas consistentes entre progenies para el RWC al 50% de pérdida porcentual. Se observaron diferencias significativas entre progenies para los rasgos foliares; sin embargo, no se detectó correlación entre estos rasgos y los parámetros de fluorescencia de la clorofila. La monitorización de los valores de PItotal durante la deshidratación foliar es una herramienta útil para el cribado de progenies de G. americana en relación con su capacidad para mantener la vitalidad foliar bajo sequías severas ocasionales.