PLANTAS BAJO ESTRÉS Cuando el funcionamiento normal de la planta se ve afectado negativamente por la presencia de un factor ambiental se dice que la planta está sometida a estrés por ese factor, impidiendo su crecimiento óptimo. * Depende de la especie. * El estrés se mide en relación al crecimiento o a procesos primarios de asimilación. * Resistencia al estrés: adaptabilidad de la planta al ambiente desfavorable

Factores estresantes: Factores Bióticos: - Animales y plantas - Bacterias, hongos y virus (enfermedades) Factores Abióticos: - Sequía (estrés hídrico) - Exceso de sales en el suelo (estrés salino) - Temperaturas extremas - Radiación solar - Anaerobiosis (encharcamiento) - Contaminación - Déficit nutricional (elementos minerales) - Estrés mecánico (viento, suelo compacto) - Lesiones y heridas

Los estreses fisicoquímicos pueden reducir la productividad de los cultivos de manera que solo se manifiesta un 22% de la potencialidad genética de producción El estrés hídrico es el factor ambiental que más limita la producción vegetal a escala mundial

Estrés Hídrico Se presenta cuando hay un desbalance hídrico, cuando la pérdida de agua por transpiración excede la velocidad de absorción. Asociado a ambientes con baja pluviometría (Sequía). El déficit de agua puede ser transitorio, temporal o permanente, debido a la baja disponibilidad de agua en el suelo. Puede ser moderado o severo, depende de la disponibilidad de agua en el suelo y tasa de transpiración

Plantas y Estrés Hídrico CAUSAS AMBIENTALES Sequía Inundación Alta temperatura atmosférica Alta tasa de transpiración Congelación (frío). Suelo vs Factores de la Transpiración ¡¡

EFECTOS DEL ESTRÉS POR SEQUIA 1. Procesos Fisiológicos: A.- Absorción y Transporte de Minerales Disminuye absorción y transporte de elementos minerales Suberización de raíces Aumento de la resistencia al flujo de agua B.- Fotosíntesis Disminuye el Area foliar Cierre estomático (CO2 disminuye) Afecta fotofosforilación y transporte de electrones Disminuye síntesis y actividad enzimática Provoca daños al cloroplasto, destrucción de clorofila

C.- Translocación de sustancias D.- Respiración Fotosintatos y agroquímicos D.- Respiración Disminución de síntesis y actividad enzimática Reducción de sustratos (fotoasimilados) Afecta transporte de electrones Requerimiento de medio acuoso E.- Síntesis de hormonas Incrementa síntesis de etileno y Acido Abscísico (ABA) Disminuye síntesis de citocininas, giberelinas y auxinas

2. EFECTOS DEL ESTRÉS HIDRICO MODERADO A SEVERO EN EL CRECIMIENTO Crecimiento Vegetativo * Reduce división y alargamiento celular * Provoca abscisión de órganos (hojas) * Afecta mas crecimiento parte aérea (relación vástago/raíz) * Cambios en Anatomía y Morfología de la hoja Grosor del mesófilo y la cutícula Ceras, tricomas Reducción del área foliar B) Crecimiento Reproductivo Mayor daño a la iniciación del primordio floral y antesis Reducción del tamaño y peso de semillas Afecta Alargamiento y formación de espigas Provoca aborto del saco embrionario y menor fertilidad polen Disminuye el Desarrollo de flores Provoca abscisión de órganos (flores, frutos)

3. Otros efectos Ataque de insectos y enfermedades Alteraciones en la disipación energética de las hojas (incremento temperatura) Incremento de radicales libres que provocan autoxidación (lesión celular)

ASPECTOS BENEFICIOSOS Incrementa los contenidos de compuestos como azúcares, gomas, alcaloides, aceites, compuestos aromáticos Mejora la calidad de ciertos frutos Promueve el “Endurecimiento” de plántulas (tolerancia al estrés hídrico) Provoca estímulo para florecer (plantas tropicales)

Plantas y Estrés Hídrico Plantas Hidroestables: viven en ambientes de contenido hídrico estable, sin variaciones importantes Ej: acuáticas, suculentas, umbrófilas… Plantas Hidrolábiles: toleran grandes variaciones de potencial hídrico. Sufren diversas adaptaciones de acuerdo con la especie. Mecanismos o Adaptaciones al Estrés Hídrico: Evitación vs Tolerancia: Implica disminución de la productividad

EVITACIÓN: manifestación: Escape a la sequía: semillas, yemas latentes, bulbos, rizomas. Conservación del agua: cierre estomas, pérdida de hojas, reducción de la transpiración, almacenamiento de agua, metabolismo plantas CAM Mantenimiento de la absorción de agua: raíces profundas y extensas, pelos absorbentes en hojas (Bromelias).

Tolerancia: capacidad del protoplasma de soportar gran pérdida de agua Tolerancia: capacidad del protoplasma de soportar gran pérdida de agua. Varía con la spp (agronómicas poco). Las semillas pueden deshidratarse hasta 10% de agua: la desecación puede ser reversible y segura debido a: - Síntesis de proteínas de choque que protegen la integridad de las membranas celulares. - Mecanismos antioxidantes (contra radicales libres de O2): reductores, vitaminas solubles en grasa (carotenos), enzimas antioxidantes IDEAL: Plantas que aumenten la tolerancia a la desecación y que posean alta eficiencia en el uso del agua sin perder productividad

Mecanismo de AJUSTE OSMÓTICO A medida que el suelo se seca aumenta su resistencia hidraúlica y disminuye su potencial hídrico. Consecuencia: plantas deben disminuir Ψ: por deshidratacion (ΨP) o incremento en solutos (Ψs) para poder absorber el agua del suelo. OSMORREGULACIÓN: acumulación activa de solutos para mantener la turgencia (Gradiente de Ψ): Acumula en la Vacuola (K+, Cl-, ácidos orgánicos) o en el Citoplasma (Osmolitos: prolina y betaína) * Representa un Mecanismo de Tolerancia a la sequía o estrés hídrico en algunas especies.

Efectos del estrés hidrico en la expansiòn foliar y fotosintesis en Girasol (Helianthus anunus)

Días luego de último riego Tolerancia al déficit hídrico por osmorregulación Ψ (Mpa) 5 10 15 Días luego de último riego

ESTRÉS SALINO Existen situaciones excepcionales en las cuales la concentración de sales en el suelo es tan elevada que impide la absorción de agua. El uso indiscriminado de fertilizantes y agroquímicos así como la sobreexplotación de acuíferos ha provocado que en la actualidad la tercera parte de la tierra cultivable tenga problemas de salinidad Es común en ambientes costeros y desiertos

Efecto negativo de la salinidad: Factor osmótico: el potencial hídrico del suelo se hace muy negativo (Dificultad de la raíz para absorber el agua del suelo). Sequía osmótica. Factor iónico: toxicidad de los iones cloruro (Cl-) y sodio (Na+). Además de nitratos, sulfatos y amonio. Afectan los tejidos vegetales

Consecuencias sobre el crecimiento Asociados al Déficit Hídrico (Sequía Osmótica) Asociados a la Toxicidad de los iones *Reducción tasa fotosintética *Provoca senescencia y abscisión hojas *Enzimas celulares requieren ambiente iónico específico para funcionar: se afectan todos los procesos fisiológicos.

Adaptación a la salinidad Plantas Halófitas: adaptadas a la salinidad Inclusivas de iones: absorben sales, las almacenan (vacuolas) o expulsan (glándulas) Exclusivas de iones: raíces presentan selectividad en la absorción de iones. * Plantas Tolerantes: Toleran cierto rango de salinidad (Ej: tomate, trigo, remolacha, pastos) Plantas Glicófitas: sensibles a la salinidad (no tolerantes)