Gutiérrez Agustina y Poverene Mónica *

 

La aclimatación al frío es un proceso de gran importancia ya que colabora en la supervivencia y permanencia de las plantas en el entorno desfavorable en el que se encuentran. El grado de tolerancia a las bajas temperaturas podría ser diferente si las plantas sufren o no un período de aclimatación

INTRODUCCIÓN
La aclimatación es un proceso que implica la capacidad de una planta para modificar estructuras y funciones en respuesta a diversos estreses abióticos, a fin de reducir el daño y mejorar la aptitud biológica (Pollet et al., 2011). Durante esta etapa ocurren diversos procesos bioquímicos y fisiológicos a nivel celular que resultan en un aumento de la tolerancia al estrés por parte de la planta (Zhen et al., 2011). La aclimatación es un aspecto de gran importancia y determina el grado de tolerancia de las plantas al estrés que sufren. Uno de los estreses abióticos más nocivos son las bajas temperaturas. En Argentina ha tenido lugar un desplazamiento del área de cultivo de girasol hacia el sudoeste como consecuencia de la expansión del cultivo de soja en la pampa húmeda (De la Vega et al., 2007). Eso ha determinado la necesidad de siembras tempranas a fin de optimizar el uso de los recursos hídricos, lo cual a su vez requiere de una mayor tolerancia a bajas temperaturas por parte del cultivo, especialmente en el estadio de plántula. Asimismo, la práctica de siembra directa tiende a disminuir la temperatura del suelo afectando la implantación del cultivo. Las poblaciones silvestres de Helianthus naturalizadas en los últimos 60 años en Argentina constituyen un recurso genético de alto valor potencial para el cultivo de girasol. H. annuus y H. petiolaris han contribuido a la obtención de los cultivares modernos (Seiler y Rieseberg, 1997) y constituyen una reserva de diversidad genética fácilmente transferible al cultivo (Maxted et al., 2006). Al no existir información sobre estreses abióticos en esas poblaciones, el objetivo de este trabajo fue evaluar la respuesta al frío en materiales silvestres de Helianthus petiolaris aclimatados y no aclimatados, mediante rasgos fisiológicos y morfológicos.

MATERIALES Y MÉTODOS
Se evaluaron plántulas descendientes de poblaciones de Helianthus petiolaris colectadas en Rivera, Carhué, Quenumá (provincia de Buenos Aires), Padre Buodo, Catriló, Colonia Barón, Ataliva Roca, Alpachiri y Victorica (provincia de La Pampa).Las primeras ocho nacieron tempranamente en la naturaleza y la restante nació en período normal.
Se realizaron tres tratamientos en cámara de crecimiento e invernáculo bajo condiciones controladas en plantas aclimatadas y no aclimatadas seguidas de estrés por frío, y plantas control (Tabla 1).

Tabla 1: Condiciones de luz y temperatura para los diferentes tratamientos

ACLIMATACIÓN ESTRÉS CONTROL
7°C día/5°C noche x 3 días, 5°C/2°C x 3 días y 2°C/0°C x 3 días.
Fotoperíodo de 16 hs.
Simulación escarcha,
-2ºC durante 3 hs.
26°C día/20°C noche.
Fotoperíodo de 18 hs.

Se evaluaron rasgos fisiológicos (contenido de clorofila, contenido de glucosa y conductividad de membrana) y rasgos morfológicos (altura de plántula, ancho de hoja, largo de hoja). Los datos fueron tomados luego del estrés por frío y luego de una semana de recuperación.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los cambios fisiológicos provocados por el frío afectaron a todos los rasgos estudiados. Se encontraron diferencias significativas entre las plantas derivadas de poblaciones nacidas tempranamente en la naturaleza y en período normal para los rasgos fisiológicos y morfológicos. Conductividad de membrana fue el rasgo más informativo. Las bajas temperaturas indujeron una reducción en la capacidad de crecimiento reflejada en los rasgos morfológicos.  Las plantas aclimatadas fueron las que mejor se recuperaron (Tabla 3). Esto demuestra el importante valor que tiene el proceso de aclimatación para mantener la integridad de la membrana plasmática durante el estrés. Las plantas no aclimatadas tuvieron valores elevados de conductividad aún luego de la  recuperación, esto indicaría un posible daño de membrana celular. Por lo tanto la aclimatación indujo la tolerancia al frío evitando daños irreparables que causarían la muerte de la planta en la especie estudiada. El análisis de componentes principales realizado con los rasgos morfológicos y fisiológicos logró discriminar claramente entre las plantas sometidas a cada tratamiento (Fig.1). En el eje CP1 las variables que mejor explicaron la distribución de los puntos fueron conductividad de membrana y altura de plántula, mientras que en el CP2 lo hizo el contenido de glucosa. Las plantas aclimatadas recuperadas (símbolos gris oscuro) se ubicaron intermedias entre las plantas aclimatadas sin recuperar (símbolos gris claro) y los controles (símbolos blancos), lo cual indica que en la recuperación las plantas alcanzan valores cercanos a las plantas que no se sometieron al estrés por frío. Las plantas provenientes de Catriló, Carhué, Quenumá y Rivera mostraron los mejores valores de comportamiento y recuperación luego del estrés. Las plantas de Victorica con ciclo de vida normal, fueron las que peor respondieron al proceso de aclimatación y no tuvieron una buena recuperación (Fig.1). Las cuatros poblaciones que tuvieron un comportamiento destacado frente a las bajas temperaturas, serán consideradas para futuros estudios como un posible recurso genético potencialmente útil para la mejora por tolerancia a frío en etapas iniciales del girasol.

Tabla 3: Comparación de medias generales para altura de plántula (AP, cm), ancho de hoja (AH, cm), largo de hoja (LH, cm), conductividad de membrana (CM, %), contenido de clorofila (CC, mg.g-1) y contenido de glucosa (CG, valores de SPAD) para las nueve accesiones de H. petiolaris con todos los tratamientos. Letras diferentes indican diferencias significativas según la prueba de Tukey (p < 0,01)

TRATAMIENTO AP AH LH CM CC CG
Control 7.7 d 0.9 c 4.0 d 11.3 a 29.9 d 9.9 a
Aclimatado 1.8 a 0.6 a 1.5 a 37.7 c 24.7 a 27.6 c
No aclimatado 3.5 b 0.7 b 2.5 b 64.7 e 28.5 c 18.1 b
Aclimatado + recuperación 6.6 c 0.7 b 3.2 c 21.8 b 27.0 b 13.5 ab
No aclimatado + recuperación 4.6 b 0.7 b 2.9 bc 49.4 d 28.4 c 15.3 ab




Figura 1: Análisis de componentes principales basado en rasgos morfológicos y fisiológicos de plantas de H. petiolaris de Rivera (RIV), Carhué (CAR), Quenumá (QUE), Padre Buodo (PAB), Catriló (CAT), Colonia Barón (COB), Ataliva Roca (ATR), Alpachiri (ALP) y Victorica (VIC). Color gris claro: plantas aclimatadas sin recuperación, gris oscuro: plantas aclimatadas con recuperación y blanco: plantas control.

 

REFERENCIAS

  • Pollet B, Vanhaecke L, Dambre P, Lootens P, Steppe K (2011) Low night temperature acclimation of Phalaenopsis. Plant Cell Rep 30:1125–1134.
  • Zhen Y, Dhakal P, Ungerer M (2011) Fitness Benefits and Costs of Cold Acclimation in Arabidopsis thaliana. The American Naturalist. vol. 178, no. 1: 44 – 52.
  • De la Vega A, DeLacy I, Chapman S (2007) Progress over 20 years of sunflower breeding in central Argentina. Field Crops Research 100: 61–72.
  • Seiler G, Rieseberg L (1997) Systematics, Origin, and Germplasm Resources of the Wild and Domesticated Sunflower, Chapter 2 in Sunflower Technology and Production, American Society of Agronomy, A. Schneiter (Ed.), Madison, Wis. USA
  • Maxted N, Ford-Lloyd B, Jury S, Kell S, Scholten M (2006) Towards a definition of a crop wild relative. Biodiv. Cons. 15:2673–2685.

* Gutiérrez Agustina y Poverene Mónica, Investigadoras del CERZOS (CONICET-UNS) y docentes del Depto. de Agronomía de la Universidad Nacional del Sur.

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