La respuesta predominante de una planta de girasol

VARIABILIDAD GENÉTICA PARA LA RESPUESTA DEL CRECIMIENTO FOLIAR
AL DÉFICIT HÍDRICO
Pereyra Irujo, G.A. y Aguirrezábal, L.A.N. UNMdP – CONICET. [email protected]
La respuesta predominante de una planta de girasol sometida a un déficit hídrico moderado
es la reducción del crecimiento foliar (Connor y Hall, 1997), siendo en general mucho
menos afectada la fotosíntesis por unidad de superficie foliar. En esta especie se asume
generalmente que la disminución del crecimiento foliar está dado solamente en una
disminución de la tasa de expansión de las hojas (e.g. Villalobos et al., 1996), aunque
hemos demostrado que también puede haber cambios en la duración de la fase inicial de
crecimiento exponencial (datos no publicados) y en la duración total (Pereyra Irujo et al.,
2004a). La identificación y cuantificación de la variabilidad genética para esta respuesta
sería de utilidad para proveer de fuentes de tolerancia a estrés hídrico compatibles con
distintos sistemas agrícolas, así como ayudar a comprender las bases ecofisiológicas y
moleculares del comportamiento de las plantas ante estrés hídrico. El objetivo de este
trabajo fue determinar, en un grupo de 19 genotipos de girasol, el efecto de un déficit
hídrico moderado y de larga duración sobre el crecimiento foliar. Se realizó un experimento
en invernáculo, bajo condiciones fluctuantes de temperatura (diurna 24±2.7ºC, nocturna
18±2.7ºC), humedad relativa (72±11%) y radiación incidente (21±6 mol·m-2·día-1). Se
cultivaron 10 plantas de cada una de 19 líneas endocriadas de girasol en macetas cilíndricas
de PVC de 10x35cm conteniendo suelo (Argiudol típico, horizonte A). El momento de
iniciación de la hoja 8 se determinó mediante disecciones de ápices bajo lupa binocular. Un
déficit hídrico moderado (-0.65MPa) fue aplicado 75±15ºCd (5±1día) después de la
iniciación de esta hoja en cada genotipo, mediante un método que permite imponer
rápidamente a diferentes genotipos de girasol un déficit hídrico homogéneo (Pereyra Irujo
et al., 2004b). El contenido de agua fue controlado diariamente y mantenido constante
mediante riego. A partir del momento de aparición de la hoja 8, se realizaron mediciones de
largo y ancho de la misma cada 2 a 4 días, calculando luego el área mediante una ecuación
obtenida en un experimento previo. Se ajustó una curva sigmoidea de crecimiento y se
calcularon las tasas de crecimiento y las duraciones de las distintas fases a partir de sus
parámetros (Cookson et al., 2005). En los distintos genotipos evaluados, se observaron
disminuciones de la tasa absoluta de crecimiento máxima de entre un 38 y un 67% (Figura
1a). En cambio, se vieron incrementadas las duraciones de los períodos iniciación-tasa
máxima (hasta un 44%, Figura 1b) e iniciación-fin de la expansión (hasta un 31%, Figura
1c). Estas respuestas no estuvieron correlacionadas con las tasas duraciones observadas en
el tratamiento testigo. La variabilidad observada para la respuesta de la tasa de crecimiento
fue similar a la observada en dos genotipos con alta y baja capacidad de ajuste osmótico
(Chimenti, comunicación personal), que fueron incluidos en el experimento como testigos
(Figura 1a). En cambio, para los aumentos en duración, la variabilidad identificada en este
trabajo fue mucho mayor a la mostrada por estos genotipos (Figura 1bc). Además, los
rankings de respuesta relativa del conjunto de genotipos para los cambios en tasa de
expansión difirieron de los de cambios en duración. Ambos resultados sugieren que los
cambios en duración ante un déficit hídrico podrían estar regulados por mecanismos
independientes a los que regulan la tasa de expansión. Esto abre la posibilidad de una
eventual combinación de estas características, a fin de obtener genotipos con respuestas aún
más contrastantes.
10
a
b
c
número de genotipos
8
6
+
-
4
-
2
+
-
+
0
29%
35%
41%
47%
53%
59%
65%
disminución de la tasa máxima
71%
77%0%
5%
11% 17% 23% 29% 35% 41% 47% 53%0%
incremento de la duración del período iniciación-tasa máxima
5%
11% 17% 23% 29% 35% 41% 47% 53%
incremento de la duración total de la expansión
Figura 1. Frecuencia de valores de respuesta, expresadas como porcentaje del tratamiento
de déficit hídrico respecto del tratamiento testigo, en las 19 líneas evaluadas: (a)
disminución de la tasa absoluta de expansión máxima; (b) incremento de la duración del
período iniciación – tasa máxima; (c) incremento de la duración total de la expansión de la
hoja. Las flechas indican los valores de respuesta para los genotipos con alta (+) y baja (-)
capacidad de ajuste osmótico.
Referencias:
Connor, D.J. y A.J. Hall. 1997. Sunflower physiology. En: Schneiter, A.A. (Ed.) Sunflower
technology and production. Agronomy Monograph No 35, ASA, CSSA, SSSA,
Madison, Wisconsin, pp 113-182.
Villalobos, F.J., A.J. Hall, J.T. Ritchie y F. Orgaz. 1996. OILCROP-SUN: A Development,
growth and yield model for he sunflower crop. Agron. J. 88:403-415
Pereyra Irujo, G.A., L. Velázquez y L.A.N. Aguirrezábal. 2004a. Un déficit hídrico
moderado puede aumentar la duración de la expansión de las hojas de girasol. XXV
Reunión Argentina de Fisiología Vegetal. Santa Rosa, La Pampa, septiembre de 2004. p
283.
Pereyra Irujo, G.A., C. Granier y L.A.N. Aguirrezábal. 2004b. Un método para imponer
rápidamente a diferentes genotipos de girasol un déficit hídrico moderado, de intensidad
constante y homogéneo. XXV Reunión Argentina de Fisiología Vegetal. Santa Rosa, La
Pampa, septiembre de 2004. p 284.
Cookson, S.J., M. Van Lijsebettens y C. Granier. 2005. Correlation between leaf growth
variables suggest intrinsic and early controls of leaf size in Arabidopsis thaliana. J. Exp.
Bot. (en prensa).