Leaf to Root Morphological and Anatomical Indicators of Drought Resistance in Coffea canephora After Two Stress Cycles

Guilherme A. R. de Souza, Danilo F. Baroni, Wallace de P. Bernado, Anne R. Santos, Larissa C. de S. Barcellos, Letícia F. T. Barcelos, Laísa Z. Correia, Claudio M. de Almeida, Abraão C. Verdin Filho, Weverton P. Rodrigues, José C. Ramalho (), Miroslava Rakočević () and Eliemar Campostrini
Additional contact information
Guilherme A. R. de Souza: Setor de Fisiologia Vegetal, Laboratório de Melhoramento Genético Vegetal, Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias, Universidade Estadual do Norte Fluminense, Avenida Alberto Lamego 2000, Parque Califórnia, Campos dos Goytacazes 28013-602, RJ, Brazil
Danilo F. Baroni: Setor de Fisiologia Vegetal, Laboratório de Melhoramento Genético Vegetal, Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias, Universidade Estadual do Norte Fluminense, Avenida Alberto Lamego 2000, Parque Califórnia, Campos dos Goytacazes 28013-602, RJ, Brazil
Wallace de P. Bernado: Setor de Fisiologia Vegetal, Laboratório de Melhoramento Genético Vegetal, Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias, Universidade Estadual do Norte Fluminense, Avenida Alberto Lamego 2000, Parque Califórnia, Campos dos Goytacazes 28013-602, RJ, Brazil
Anne R. Santos: Setor de Fisiologia Vegetal, Laboratório de Melhoramento Genético Vegetal, Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias, Universidade Estadual do Norte Fluminense, Avenida Alberto Lamego 2000, Parque Califórnia, Campos dos Goytacazes 28013-602, RJ, Brazil
Larissa C. de S. Barcellos: Setor de Fisiologia Vegetal, Laboratório de Melhoramento Genético Vegetal, Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias, Universidade Estadual do Norte Fluminense, Avenida Alberto Lamego 2000, Parque Califórnia, Campos dos Goytacazes 28013-602, RJ, Brazil
Letícia F. T. Barcelos: Setor de Fisiologia Vegetal, Laboratório de Melhoramento Genético Vegetal, Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias, Universidade Estadual do Norte Fluminense, Avenida Alberto Lamego 2000, Parque Califórnia, Campos dos Goytacazes 28013-602, RJ, Brazil
Laísa Z. Correia: Setor de Fisiologia Vegetal, Laboratório de Melhoramento Genético Vegetal, Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias, Universidade Estadual do Norte Fluminense, Avenida Alberto Lamego 2000, Parque Califórnia, Campos dos Goytacazes 28013-602, RJ, Brazil
Claudio M. de Almeida: Setor de Fisiologia Vegetal, Laboratório de Melhoramento Genético Vegetal, Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias, Universidade Estadual do Norte Fluminense, Avenida Alberto Lamego 2000, Parque Califórnia, Campos dos Goytacazes 28013-602, RJ, Brazil
Abraão C. Verdin Filho: Instituto Capixaba de Pesquisa, Assistência Técnica e Extensão Rural, Vitória 9052-010, ES, Brazil
Weverton P. Rodrigues: Centro de Ciências Agrárias, Universidade Estadual da Região Tocantina do Maranhão, Avenida Agrária 100, Imperatriz 65900-001, MA, Brazil
José C. Ramalho: Laboratório Interações Planta–Ambiente & Biodiversidade (PlantStress&Biodiversity), Centro de Estudos Florestais (CEF), Laboratório Associado TERRA, Instituto Superior de Agronomia (ISA), Universidade de Lisboa (ULisboa), Av. República, 2784-505 Oeiras, Portugal
Miroslava Rakočević: Setor de Fisiologia Vegetal, Laboratório de Melhoramento Genético Vegetal, Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias, Universidade Estadual do Norte Fluminense, Avenida Alberto Lamego 2000, Parque Califórnia, Campos dos Goytacazes 28013-602, RJ, Brazil
Eliemar Campostrini: Setor de Fisiologia Vegetal, Laboratório de Melhoramento Genético Vegetal, Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias, Universidade Estadual do Norte Fluminense, Avenida Alberto Lamego 2000, Parque Califórnia, Campos dos Goytacazes 28013-602, RJ, Brazil

Agriculture, 2025, vol. 15, issue 6, 1-21

Abstract: Coffea canephora genotypes adopt distinct strategies to cope with drought and rehydration. We hypothesized that the greater drought tolerance of genotype ‘3V’ compared to ‘A1’, previously reflected in physiological and anatomical leaf traits after two water-stress (WS) cycles, could also be observed in P–V curve responses, root and branch anatomy, leaf midrib elongation (CVL), and root distribution. The ‘3V’ and ‘A1’ plants were grown under well-watered (WW) conditions and two cycles of water stress (WS). The ‘3V’ was more sensitive to WS, with reduced branch xylem vessel density (BXVD), while ‘A1’ demonstrated increased BXVD. Root xylem vessel area (RXVA) decreased to a greater extent in ‘3V’ than in ‘A1’, and both genotypes showed increased bulk elastic modulus. Regardless of water conditions, ‘A1’ maintained a higher relative leaf water content at the turgor loss point (RWC TLP ). Morphological acclimation did not occur in the second WS cycle. The ‘3V’ plants developed greater root mass in deeper soil layers than ‘A1’ under the WS condition. These findings suggest that ‘A1’ follows a conservative drought-avoidance strategy with lower physio-morphological plasticity, while ‘3V’ exhibits greater drought tolerance. Such responses highlighted coordinated physiological, morphological, and anatomical adaptations of the above- and below-ground organs for resource acquisition and conservation under WS.

Keywords: biomass allocation; branch anatomy; coffee; pressure–volume curve; root anatomy; root depth (search for similar items in EconPapers)
JEL-codes: Q1 Q10 Q11 Q12 Q13 Q14 Q15 Q16 Q17 Q18 (search for similar items in EconPapers)
Date: 2025
References: View complete reference list from CitEc
Citations:

Downloads: (external link)
https://www.mdpi.com/2077-0472/15/6/574/pdf (application/pdf)
https://www.mdpi.com/2077-0472/15/6/574/ (text/html)

Related works:
This item may be available elsewhere in EconPapers: Search for items with the same title.

Export reference: BibTeX RIS (EndNote, ProCite, RefMan) HTML/Text

Persistent link: https://EconPapers.repec.org/RePEc:gam:jagris:v:15:y:2025:i:6:p:574-:d:1607791

Access Statistics for this article

Agriculture is currently edited by Ms. Leda Xuan

More articles in Agriculture from MDPI
Bibliographic data for series maintained by MDPI Indexing Manager ().