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Archivo para febrero, 2014

Efectos de la salinidad a corto plazo

José A. Hernández Cortés (CEBAS-CSIC, Murcia)

La salinidad es uno de los principales  factores ambientales  que limitan la producción vegetal. Bajo condiciones de salinidad las plantas tienen que hacer frente al estrés hídrico, impuesto por bajo potencial hídrico externo, y con la toxicidad iónica, debido a la acumulación de sales en el interior de la planta (Greenway and Munns 1980). Sin embargo, el estrés salino, además de sus conocidos componentes de estrés osmótico y toxicidad iónica, también provoca un estrés oxidativo, que contribuye a los efectos negativos de la salinidad en las plantas (Gueta-Dahan et al. 1997; Hernández et al., 1993; 1995; 2000, 2001; Barba-Espín et al., 2011).

Los efectos de la salinidad sobre el crecimiento son detectados a corto plazo. Por ejemplo,  la adición a un cultivo hidropónico de 70 mM de NaCl producía un retardo en el crecimiento de plantas de guisante, medido como área foliar, que era visible durante las primeras horas del estrés (8, 24 y 48 h). La eliminación del NaCl del medio de crecimiento (fase de recuperación) hacía recuperar el ritmo de crecimiento de las plantas estresadas, si bien no consiguieron alanzar los valores de las plantas control (Fig 1).

Fig. 1.- Efectos del estrés salino a corto plazo y durante el periodo de recuperación del estrés en el  área foliar (medido como % del área foliar a tiempo 0) de plantas de guisante. Las medidas se tomaron a 0, 8, 24 y 48 horas de la imposición del estrés salino, y después de 8, 24 y 48 horas del periodo de post-estrés (correspondiente a 56, 72 y 96 horas del periodo de crecimiento). Los datos representan el valor medio ± SE de al menos tres experimentos diferentes.

Fig. 1.- Efecto del estrés salino a corto plazo y durante el periodo de recuperación del estrés en el área foliar (medido como % del área foliar a tiempo 0) de plantas de guisante. Las medidas se tomaron a 0, 8, 24 y 48 horas de la imposición del estrés salino, y después de 8, 24 y 48 horas del periodo de post-estrés (correspondiente a 56, 72 y 96 horas del periodo de crecimiento). Los datos representan el valor medio ± SE de al menos tres experimentos diferentes.

Además, el NaCl producía un fuerte aumento en los niveles de peroxidación de lípidos, un parámetro marcador de estrés oxidativo (medido como TBARS, thiobarbituric acid-reactive substances). A las 8 horas de estrés se producía un aumento de un 180% de TBARS, seguido de un descenso durante el periodo de estrés (48 horas), lo que sugería una adaptación a las condiciones de salinidad (Fig 2). De forma sorprendente, la peroxidación de lípidos de nuevo subía un 78% después de 8 h del periodo de recuperación (eliminación del NaCl) (Fig 2), lo que sugería que las plantas podrían interpretar la eliminación del NaCl como otra situación de estrés durante las primeras horas de la recuperación. Durante el periodo de post-estrés o recuperación, los niveles de TBARS disminuyeron progresivamente, aunque a las 48 h de recuperación estos valores eran un 21% superiores al de plantas control.

Fig. 2.- Efecto del estrés salino a corto plazo y durante el periodo de recuperación en los niveles de  peroxidación lipídica (medido como TBARS) en hojas de guisante. Los datos están expresados como % de los valores controles en cada periodo de tiempo. Para más información ver Figura 1.

Fig. 2.- Efecto del estrés salino a corto plazo y durante el periodo de recuperación en los niveles de peroxidación lipídica (medido como TBARS) en hojas de guisante. Los datos están expresados como % de los valores controles en cada periodo de tiempo. Para más información ver Figura 1.

Estos resultados sugieren, que tanto durante las primeras horas de la imposición del estrés salino como durante las primeras horas del periodo de recuperación se produce un estrés oxidativo. Probablemente, el cambio de las condiciones de cultivo (eliminación del NaCl en los cultivos hidropónicos) es percibido por las plantas como una situación de estrés hipoosmótico. En 1998, Cazalé y colaboradores describieron un pulso oxidativo en respuesta a un estrés hipoosmótico en células de tabaco. Dicho pulso oxidativo podría ocasionar la peroxidación de las membranas y podría explicar el aumento observado en TBARS en el presente experimento.

 Para más información:

HERNANDEZ JA and ALMANSA MS (2002) Short-term effects of salt stress on antioxidant systems and leaf water relations of pea plants. Physiol Plant 115: 251-257.

Bibliografía

  •  Barba-Espín, G., Clemente-Moreno, M.J., Álvarez, S., García-Legaz, M.F., Hernández, J.A. and Diaz-Vivancos, P. (2011) Salicylic Acid Negatively Affects The Response To Salt Stress In Pea Plants: Effects On PR1b And MAPK Expression. Plant Biol., 13, 909–917.
  • Cazalé AC, Rouet-Mayer MA, Barbier-Brygoo H, Mathieu Y, Laurière C (1998) Oxidative burst and hypoosmotic stress in tobacco cell suspensions. Plant Physiol 116:659-669.
  • Gómez JM, Hernández JA, Jiménez A, del Río LA, Sevilla F (1999). Differential response of antioxidative enzymes of chloroplasts and mitochondria to long-term NaCl stress of pea plants. Free Rad Res 31: S11-18.
  • Greenway H, Munns R (1980) Mechanisms of salt tolerance in nonhalophytes. Annu Rev Plant Physiol  31: 149-190.
  • Gueta-Dahan Y, Yaniv Z, Zilinskas, BA, Ben-Hayyim G (1997) Salt and oxidative stress: similar and specific responses and their relation to salt tolerance in Citrus. Planta 203:460-469.
  • Hernández JA, Corpas FJ, Gómez M, del Río LA, Sevilla F (1993) Salt-induced oxidative stress mediated by activated oxygen species in pea leaf mitochondria. Physiol Plant 89: 103-110
  • Hernández JA, Olmos E, Corpas FJ, Sevilla F, del Río LA (1995) Salt-induced oxidative stress in chloroplast of pea plants. Plant Sci 105: 151-167.
  • Hernández JA, Campillo A, Jiménez A, Alarcón JJ, Sevilla F (1999) Response of antioxidant systems and leaf water relations to NaCl stress in pea plants. New Phytol 141: 241-251.
  • Hernández JA, Jiménez A, Mullineaux PM, Sevilla F (2000) Tolerance of pea (Pisum sativum L.) to long-term salt stress is associated with induction of antioxidant defences. Plant Cell Environ 23: 853-862.
  • Hernández JA, Ferrer MA, Jiménez A, Ros-Barceló A, Sevilla F (2001) Antioxidant systems and O2.-/H2O2 production in the apoplast of Pisum sativum L. leaves: its relation with NaCl-induced necrotic lesions in minor veins.  Plant Physiol 127: 817-831.
  • Streb P, Feierabend J (1996) Oxidative stress-responses accompanying photoinactivation of catalase in NaCl-treated rye leaves. Bot Acta 109:125-132.

 

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