Cuáles son los impactos negativos en los cultivos? Las Lluvias fuertes, drenaje deficiente del suelo, prácticas de riego, y las inundaciones Esta serie de impactos negativos se considera como estrés abiótico al cambio de cualquier factor ambiental, que actúe sobre el crecimiento y productividad de las plantas. Este tipo de estrés se clasifica en físicos y químicos Leer tablas En este caso nos enfocaremos en la anaerobiosis producida por el encharcamiento o inundación es decir los Procesos metabólicos que tiene las plantas en ausencia de oxígeno. Con base a lo anterior Para identificar los determinantes moleculares y circuitos reguladores se realiza una serie de combinaciones metodológicas tanto bioquímica, genética y genómicas ese tipo de resultados nos proporciona herramientas para mejorar la tolerancia de los cultivos a los estreses . Cabe mencionar que en el estrés abiótico físico existe una variedad de especies de plantas por ejemplo la tierra seca estaríamos hablando de un cultivo en sequía en este caso del sorgo es una especie reciente que resiste a la sequía por estar dotada de Raíces largas y poner el control sobre la transpiración lo que ayuda a recuperarse después de una sequía.. Resaltó este tipo de especie porque es algo muy reciente que se dio en un estudio y ya los demás otros cultivos es lo que vemos a diario en nuestros entorno, también está las especies de humedales en este caso estaríamos hablando del arroz Qué es el único cultivo resistente a inundaciones parciales o totales Y por último está las especies acuáticas que son las algas. Hoy en día tenemos inundaciones más extendidas más frecuentes y más intensas es decir que estamos en una situación de balance de agua climático que lo podemos ver de una forma muy simple La cantidad de agua que entra todos los años a este vaso y la que puede evaporarse de ese vaso por las condiciones atmosféricas es casi iguales Por lo cual tenemos condiciones para que el paisaje este secó casi todos los años es decir una evapotranspiración potencial con la capacidad de evaporar mayor de lo que llueve pero en algunos años no, en promedio esto debería evitar que el paisaje no acumule mucha agua sin embargo entre lo que pasa en la evaporación de este vaso y la atmósfera están las plantas y sobre esas esas plantas tenemos mucha influencia hoy nosotros. Es por ello que pueden pasar dos cosas como el exceso de infiltración y el exceso de saturación estos dos tipos de mecanismo que llevan a la inundación El exceso de infiltración es cuando hay precipitación de tasas muy altas de lo que el suelo es capaz de infiltrar es decir que entra tan rápido el agua en el suelo y no es capaz de conducirla por sus poros hacia abajo y la gravedad no puede hacer su trabajo al mismo tiempo que la velocidad de entrega del agua de la misma lluvia y está empieza a moverse en la superficie. Exceso de saturación este caso es cuando llueve donde la superficie del suelo ya está lleno y el agua empieza a escurrir, el balde se llena Por qué los poros se empiezan a ocupar completamente por agua dicho de otra forma la Napa freática empieza a subir y no hay forma de alojar el líquido en la matriz porosa. ANEGAMIENTO DEL SUELO El suelo se considera anegado cuando el exceso de agua satura los poros de agua presentes en el perfil o suelo que incluyen en algunos casos una capa muy delgada de agua sobre la superficie del suelo evitando así el intercambio de gases entre las raíces y la atmósfera es decir la respiración de las raíces es por eso que el anegamiento afecta a las plantas por la deficiencia de oxígeno y no por el exceso de agua la falta de oxígeno generada incluye una serie de cambios en las plantas que dependiendo de la capacidad de las mismas pueden adaptarse o tener daños severos atender a morirse por ejemplo el arroz que es resistente a inundaciones y otras especies que presentan gran sensibilidad como el tabaco la alverja este impacto se da cada año en el suministro de alimentos y la situación económica. El oxígeno se difunde ~10,000x más lentamente en agua que en aire QUE PRODUCE EL EXCESO DE AGUA Produce cambios complejos en varios parámetros ambientales, causados por el intercambio de gases impedidos y las respuestas posteriores de la microflora del suelo es decir a los microorganismos que sirven de protección a las plantas tanto en el suelo como en sus raíces y el microbioma que nos permite saber la información atraves del conjunto de genes. El anegamiento que conduce y que produce ? Suelo poco aireado - HIPOXIA Suelo sin aireación – ANOXIA YA LES HABLARE DE ELLO A CONTINUCION PARA DAR RESPUESTA A DICHA PREGUNTA SE ESTARIA HABLANDO DE LA CLASIFICACION DEL CONTENIDO DE OXIGENO EN EL SUELO Cuando hablamos de anegamiento del suelo nos conduce a una hipoxia, ósea a una baja concentración de oxigeno dentro de la planta, después de presentarse un exceso de saturación de precipitación la napa freática empieza a subir a diferentes alturas en el perfil del subsuelo posteriormente pasamos a una anoxia donde la planta prácticamente pierde el oxígeno porque se contrae y se tiene un alto contenido de dióxido de carbono en la raíz y este se acompaña de fitotoxinas esto se refiere a aquellas sustancias que evitan el metabolismo donde reduce la parte del crecimiento de la planta ósea todos los procesos que realízala en cada una de sus fases. Donde ella tiende a adaptarse para sobrevivir bajo largos periodos de hipoxia a cambios anatómicos o morfológicos internos que están involucrados con la aclimatación a largos periodos de inundación y para el suministro interno del nuevo oxigeno Capas de agua subterránea Características HIPOXINA Bajo contenido de oxígeno en el suelo. * Encharcamiento temporal o drenaje pobre o lento del suelo *Disminuye la tasa de crecimiento *Disminuye la absorción de agua y minerales *Epinastia ( Hojas – Tallos) * Engrosamiento de tallos *Acelera la producción del precursor de Etileno en las raíces. ANOXIA • Nada de Oxigeno en el suelo • * Encharcamiento prolongado • * Lluvias frecuentemente fuertes • *Todas las plantas morirán eventualmente • *El Ph del suelo disminuye • * Plantas sensibles a inundación se verían • dañadas (24hrs) a excepción del Arroz (varios meses) AJUSTES METABOLICOS Y ESTRÉS DE INUNDACIÒN Estas dos consideraciones se relacionan con las células de los tejidos de las plantas que experimentan cambios de eficiencia de carbono e ineficiencia de carbono para producir suficiente ATP. En el caso de la eficiencia de carbono esta la respiración aeróbica es decir En presencia de oxígeno, el ácido pirúvico, obtenido durante la fase primera de la glucólisis, es oxidado para proporcionar energía, dióxido de carbono, agua y energía en forma de ATP. A esta serie de reacciones se le conoce con el nombre de respiración aeróbica. La ineficiencia de carbono se trata del metabolismo anaeróbico de las plantas en bajo contenido de O2 donde esta varía considerablemente con algunas células aumentando el flujo de Glucolisis y el consumo de carbohidratos. Una característica distintiva del inicio del metabolismo anaeróbico en las células vegetales es el aumento de la transcripción de genes y la producción de enzimas para llevar acabo la fermentación etanólica o alcoholica La glucolisis es la primera etapa del metabolismo energético usado por las células por falta de oxigeno, La degradación de la glucosa por la vía glucolítica produce piruvato. Que en condiciones anaeróbicas puede seguir una fermentación alcohólica o etanolica y produce: etanol y co2 es decir que ocurre sin necesidad de oxigeno Su ruta inicia con la glucosa que esta formada mediante el proceso de glucolisis en 2 moleculas de piruvato y se producen 2 moleculas de ATP con 2 moleculas de adp + 2 de fosforo, este piruvatos entra a la fase fermentativa actúa con la encima de piruvato descarboxilasa la cual desprende dos moléculas de co2 y la trasforma en dos moléculas de acetaldehído y por actuación del alcohol deshidrogenasa esta enzima desprende 2 moleculas nad Nicotinamida Adenina Dinucleótido oxidados y 2 moléculas se transforman nadh+ ht Nicotinamida adenina dinucleótido reducido esta es una reaccion exergonica donde la energía que da almacenada en nandh+h es la que se libera y produce 2 etanol este rendimiento es bajo pero se obtiene algo de atp energia muy poco pero se obtiene en microorganismos facultativos es decir la levadura, bacteria ect. EXPRESIÒN ESPECIFICA DEL TIPO CELULAR DE GENES ASOCIADOS AL METABOLISMO Se realizan estudios metabólicos de la Arabidopsis Thaliana que es una especie e planta se caracteriza en ser una mala hierba de pequeño tamaño y no es de benéfico para el agricultor y en cuento a las investigaciones resulto. Aumento de la transcripción de ARNm El ácido ribonucleico mensajero hace que los genes que los codifican en las enzimas son más pronunciados en las raíces en respuesta con la hipoxia o el anegamiento. Transcripción de genes y metabolismo Este transporte de genes hace que el brote sea más creciente para dar respuesta a las plantas tolerantes al anegamiento gracias al carbono como estrategia ya que se han visto codificados las diferentes enzimas nitratos o ácidos La sobreproducción de genes controla el bajo nivel de oxígeno que se contrae por el anegamiento El catabolismo de sacarosa de producción de etanol durante la hipoxia el uso de genotipo comprendido en la actividad de la enzima sacarosa sintasa y la invertasa citosolica son más beneficiosos para la supervivencia de anegamiento en plantas más viejas que en plantas que se encuentran en sus primeros desarrollos Arabidopsis Thaliana y Arroz/ Oryza Sativa la arquitectura molecular del arroz con la de la planta silvestre «Arabidopsis thaliana», postulan que esas diferencias de tamaño de sus genes reflejan distintas adaptaciones para producir una diversidad de proteínas. El estudio comparativo de los genomas del arroz y de la «A. thaliana» ha mostrado que ambas comparten genes comunes como la hormona de etileno y el acido jasmonico que son son reguladores del crecimiento vegetal como Gen clave responsable a la respuesta de la planta frente al estrés abiótico después de la privación de oxigeno además de la respuestas de defensa contra patógenos en la planta. APLICACIÒN DE LAS HORMONAS Las hormonas vegetales se aplican porque controlan un gran número de eventos, entre ellos el crecimiento de las plantas, incluyendo sus raíces, la caída de las hojas, la floración, la formación del fruto y la germinación de las semillas. Entre esas hormonas vegetales están : ETILENO: responsable de los procesos de estrés en las plantas, así como la maduración de los frutos, además del envejecimiento de hojas y flores y de la abscisión del fruto. GIBERELINA son hormonas que regulan el crecimiento vegetal en diversos procesos metabólicos ÁCIDO ABSCÍSICO Participa en procesos del desarrollo y crecimiento así como en la respuesta adaptativa a estrés tanto de tipo biótico como abiótico. Los estudios en este sentido se presentan de manera refrescante en dos revisiones: Regulación de metabolismo energético Se tiene en cuenta la absorción de nutrientes abasteciendo organismos con energía para que puedan realizar sus funciones vitales de acuerdo a su núcleo verdadero para para la producción adecuada durante la germinación de semillas bajo la deficiencia de oxígeno ejemplo el arroz Las limitaciones de la privación de oxígeno y la reoxigenación en el metabolismo mitocondrial En la privación de oxígeno :se encuentran las especies reactivas de nitrógeno Qué es el ácido nítrico como respuesta clave en defensa en las plantas por que regulan numerosos procesos fisiológicos en respuesta entre patógenos También están las especies de reactivos de oxígeno superóxido y peróxido de hidrógeno Se caracterizan en ser moléculas propagadas que se produce como consecuencia del metabolismo celular normal y que en condiciones celulares son rápidamente metabolizado Reoxigenacion Esta es la fase potencialmente dañina durante la cual los niveles de especie de reactivos de oxígeno pueden ser muy altos en ellas esta define el crecimiento de diferentes órganos de las plantas Asimismo se realizó un análisis de la diversidad genética de germoplasma de soya esto es importante para la identificación de los genotipos mejor adaptados a las condiciones agroclimáticas que incluidas como el arroz y la árabidosis la soya en induce un factor de transcripción de respuesta de etileno ERF—VII que está involucrado en múltiples respuestas estres diferentes
