Fisiologia estres

Déficit hídrico Situación en la que la DEMANDA hídrica por parte de las plantas supera la DISPONIBILIDAD de la misma. ƒ Es un fenómeno frecuente en zonas áridas y semiáridas (zonas muy productoras), y pueden estar originados por - Períodos de sequía - Lluvias torrenciales Î encharcamiento (menos frecuente). ƒ Afecta a la mayoría de los aspectos del crecimiento de las plantas.

Estrés Desde un punto de vista biológico Î cualquier factor del medio ambiente que altera el normal funcionamiento de las plantas. Estrés hídrico Los efectos del estrés hídrico sobre el desarrollo y la productividad de las plantas han sido ampliamente estudiados. Desde un punto de vista agronómico, el estrés hídrico es el que presenta los efectos más importantes sobre la producción.

Tipos de déficit hídrico (atendiendo a su duración) Î Corta duración (horas) Suele ocurrir cuando la demanda evaporante es alta (mediodía o poco después). Puede ocurrir con humedades del suelo altas Î Larga duración (días) Ligado a un agotamiento progresivo del agua en el suelo

RESPUESTA DE LA PLANTA AL ESTRÉS 2. RESPUESTA DE LA PLANTA AL ESTRÉS HÍDRICO HÍDRICO ‰ El déficit hídrico afecta a la mayoría de los aspectos del crecimiento de las plantas. ‰ Efecto más general Î disminución en el tamaño, área foliar y cosecha (cantidad y calidad). ‰ Efecto del EH = f (momento, intensidad y duración). ‰ Por tanto, los efectos pueden ser específicos de la especie vegetal y del estado fenológico en el que se encuentre. ‰ No existe una respuesta precisa del nivel de estrés que una planta puede tolerar antes de que sus procesos funcionales se vean afectados. ‰ Los diferentes procesos presentan un rango amplio de sensibilidad al estrés hídrico.

2. RESPUESTA DE LA PLANTA AL ESTRÉS 2. RESPUESTA DE LA PLANTA AL ESTRÉS HÍDRICO HÍDRICO ‰ En general, los procesos respiratorios en las células se ven menos afectados que la fotosíntesis. ‰ Acumulación de aminoácidos (prolina y betaína) Î la acumulación de prolina empieza cuando el déficit es suficiente para impedir el crecimiento y provocar el cierre de estomas. ‰ Nutrición mineral afectada: 9 Dificultad en el suministro de elementos nutritivos desde el suelo a la raíz. 9 Afecta a los mecanismos de absorción y de transporte. ‰ Reducción moderada en los reguladores del crecimiento AIA, CK y GA3, y una acumulación del ABA y etileno. Procesos o parámetros de las plantas que presentan sensibilidad al estrés hídrico

2. RESPUESTA DE LA PLANTA AL ESTRÉS HÍDRICO HÍDRICO ‰ Apertura estomática y, por tanto, la fotosíntesis Î < sensible al estrés hídrico que el crecimiento celular. ¾ En algunas plantas anuales el Ψp que causa el cierre estomático coincide con el inicio de los síntomas visibles de marchitez. ¾ Frutales y viñedos Î éste ocurre frecuentemente en ausencia de síntomas de marchitez. ‰ Programación del riego basada en la experiencia visual no es adecuada Î el daño en la planta comienza con niveles de estrés muy inferiores a la aparición de síntomas de marchitez. Procesos o parámetros de las plantas que presentan sensibilidad

AJUSTE OSMÓTICO - Mecanismo bioquímico que ayuda a la planta a aclimatarse a condiciones de estrés hídrico y salino. - [solutos] en la célula (vacuola) aumenta para mantener una presión de turgor positiva dentro de ella. - La célula acumula solutos osmóticamente activos Î ↓ Ψo, promueve el flujo de agua al interior de la célula. - Papel crítico en el proceso de aclimatación de las plantas a condiciones de sequía y salinidad. - En general es un proceso lento (aclimatación), aunque también se ha observado en las horas centrales del día.

Salinidad

Problemas para las plantas La salinidad afecta cada aspecto de la fisiología de la planta y su metabolismo. La alta concentración de sales le ocasiona un desequilibrio iónico y estrés osmótico. Un fuerte estrés salino rompe la homeostasis del potencial hídrico y la distribución de iones. La respuesta adaptativa para lograr tolerar la salinidad afecta a tres aspectos en la actividad de la planta: ● Prevenir o reparar el daño o detoxificación. ● Control de la homeostasis iónica y osmótica. ● Control del crecimiento, que debe reanudarse pero con una tasa reducida (Zhu, 2001). En lo que respecta a la detoxificación, las formas reactivas de oxígeno son la causa del daño generado por Geobotánica Tema 18 estrés salino. Estas disparan la señal de detoxificación, complejas respuestas moleculares como la expresión de proteínas y producción de osmolitos, eliminando las formas reactivas de oxígeno o previniendo el daño de las estructuras celulares. Osmolitos como manitol, glicinbetaína, fructanos y prolina trabajan a través de la detoxificación oxidativa.

 El estrés salino rompe la homeostasis iónica de las plantas al provocar un exceso tóxico de sodio (Na+ ) en el citoplasma y una deficiencia de iones como el potasio (K+ ). El sodio inhibe muchas enzimas y por eso es importante prevenir la entrada del mismo al citoplasma. Las plantas emplean varias estrategias para combatir el estrés iónico que les impone la salinidad. La compartimentación del sodio es una respuesta económica para la prevención de la toxicidad por este ion en el citosol, porque el ion sodio puede ser usado como osmolito en la vacuola para ayudar a conseguir la homeostasis iónica. Muchas plantas tolerantes a la salinidad (halófitas) cuentan con esta estrategia. La entrada de Na+ debe ser prevenida o reducida. Canales no selectivos de cationes son mediadores de la entrada de Na+ a las células de la planta, ya que su identidad molecular no es reconocida. El estrés salino, como otros tipos de estrés, inhibe el crecimiento de la planta, de hecho el bajo crecimiento de vegetales en zonas salinas es una característica adaptativa de las plantas para sobrevivir a este tipo de estrés. En la naturaleza la capacidad de tolerar la salinidad o la sequía parece estar inversamente relacionada a la tasa de crecimiento. Una causa de la reducción del crecimiento es la inadecuada fotosíntesis debida al cierre estomático y en consecuencia la limitación de la entrada de CO2. Más importante es, sin embargo, que el estrés inhibe la división celular y la expansión directamente. De forma resumida los efectos