Respuestas de las plantas de tomate (Solanum lycopersicum L.) al estrés oxidativo durante eventos de inundación y post-inundación

CHÁVEZ, CÉSAR ANTONIO; VIDOZ, MARÍA LAURA; MEDINA, RICARDO DANIEL; MIGNOLLI, FRANCESCO

Resistencia

Workshop; XXVIII REUNIÓN DE COMUNICACIONES CIENTÍFICAS Y TECNOLÓGICAS; 2023

Universidad Nacional del Nordeste

Una de las consecuencias del cambio climático es el aumento de la intensidad y frecuencia de los eventos meteorológicos extremos,como las lluvias torrenciales promotoras de inundaciones, que afectan el crecimiento, la productividad y la supervivencia de lasplantas. Esto se debe a que el anegamiento causa el cierre estomático y la limitación en el intercambio gaseoso. Este fenómenogenera además la formación de especies reactivas de oxígeno (EROs) debido a que, al no realizarse la fijación de carbono, loselectrones que circulan en las membranas de los tilacoides reaccionan con el O2. Esto desencadena episodios de estrés oxidativo, elcual se define como el desbalance entre el contenido de EROs y el de antioxidantes capaces de eliminarlas, pudiendo ocasionardaños a nivel de las membranas celulares, proteínas y ácidos nucleicos. Las respuestas de las plantas a este tipo de estrés en losmomentos posteriores a la inundación han sido poco estudiadas a la fecha, pese a ser un evento esencial para analizar la capacidadde recuperación de estas a la inundación.El tomate además de ser la segunda hortaliza económicamente más importante es también modelo para estudios genéticos yfisiológicos, a partir de la secuenciación de su genoma, siendo también una especie notoriamente sensible a los eventos deinundación del suelo y al estallido oxidativo por acumulación de EROs, siendo un sistema óptimo para evaluar las respuestasfisiológicas de las plantas a los eventos de inundación y post-inundación.Por lo expuesto el objetivo del presente trabajo fue evaluar las respuestas fisiológicas y bioquímicas de las plantas de tomate duranteeventos de inundación y post-inundación, como así también estimar la concentración de EROs y el daño causado por suacumulación, y cómo responde la planta a la presencia de estas en ambos eventos.Los experimentos se realizaron con plantas de tomate del genotipo Ailsa Craig, los cuales crecieron durante cuatro semanas encámara de cultivo con un fotoperiodo de 16 hs e irradiancia PAR de 215 µM.m-2.s-1, humedad del 60% y temperatura de 26 ºC. Lasmismas fueron sometidas a un tratamiento de inundación/post-inundación en el cual se realizó la inundación parcial de las mismashasta a altura del nudo cotiledonar. La inundación se prolongó durante 6 días, tras los cuales se retiró el agua y las plantas pasarona recibir riego a capacidad de campo de maceta durante otros 6 días de post-inundación. Durante ambas fases, cada 3 días desde elinicio del experimento se realizaron las mediciones de parámetros fisiológicos y muestreos para análisis bioquímicos. Las plantascontrol recibieron riego a capacidad de campo durante la duración de los experimentos.Los parámetros fisiológicos seleccionados fueron la fluorescencia de la clorofila, que permite conocer la actividad potencial delfotosistema II (Fv/Fm) y otros parámetros relacionados al estado energético de las membranas de los tilacoides, y la conductanciaestomática que permite conocer el intercambio gaseoso. Estas mediciones se realizaron en la tercera hoja de las plantas en lacámara de cultivo.Cada 3 días se tomaron muestras de hojas de 0,1 g para análisis bioquímicos. Se determinó el contenido de malondialdehído el cuales un producto de la peroxidación de las membranas plasmáticas e indicador del daño oxidativo, el contenido de antioxidantestotales y el contenido de peróxido de hidrógeno como principal ERO. Las técnicas se basaron en reacciones colorimétricascuantificadas en espectrofotómetro Genesys 150 UV-VIS. Para el análisis estadístico de las variables se utilizó el análisis de lavarianza con test de comparaciones múltiples de Duncan entre los tratamientos con su respectivo control y a lo largo del tiempo deexperimentación.Los resultados obtenidos de las mediciones de los parámetros fisiológicos y bioquímicos señalaron con respecto a la conductanciaestomática una disminución significativa durante los días de inundación y tendencia a reestablecerse durante la post-inundación. Laactividad potencial del fotosistema II decreció significativamente durante los días de inundación, y tendió a reestablecerse durante lapost-inundación. La energía absorbida en relación al área de la sección transversal de lámina foliar aumentó significativamente a los6 días de inundación, y se revirtió al drenar el suelo sin encontrarse diferencias significativas entre estas y sus controles. Con lo querespecta a los análisis bioquímicos, las plantas inundadas siempre evidenciaron mayores niveles de antioxidantes totales, de MDA yperóxido de hidrógeno.En el presente trabajo se observó como las plantas de tomate responden a la anegación del suelo causada por la inundacióninduciendo el cierre estomático, limitando la fijación de CO2, resultando en el incremento de la energía circulante en las membranastilacoidales, desencadenando la acumulación de EROs, y su consiguiente daño a las membranas celulares. Frente a esto las plantasacumulan antioxidantes que les permiten eliminar el exceso de EROs y limitar su daño. Esto coincide con descripciones de otrosautores, en sistemas diferentes como ser Arabidopsis thaliana.Durante la post-inundación se observó, coincidiendo con otros autores, el restablecimiento de la conductancia estomática, indicandoun cese en la limitación en la fijación de CO2, disminuyendo la energía circulante en las membranas tilacoidales y disminuyendo laacumulación de EROs lo cual se diferencia de otras descripciones que señalan un segundo estallido oxidativo durante lapost-inundación. Pese a lo mencionado los niveles de MDA no variaron durante la post-inundación y los niveles de antioxidantes semantuvieron significativamente elevados.Se concluye que es importante ahondar en los estudios de las respuestas de las plantas durante los eventos posteriores a lainundación, en diversos sistemas, dado que representa un momento crítico en la determinación de accesiones vegetales tolerantesal estrés por inundación.