Influencia de las condiciones del estrés salino sobre un cultivar resistente y un cultivar susceptible de Lotus tenuis al estado vegetativo

Resumen: Lotus tenuis es una leguminosa perenne, naturalizada en los campos bajos de la Cuenca del Salado. Es una especie alógama y presenta una alta variabilidad genética (Andrés A., and Rosso 2007), que le permite crecer y desarrollarse en distintas condiciones ambientales (Goldberg, E.E. et al 2010). Son pocas las especies de relevancia agrícola capaces de crecer bajo condiciones que combinan inundación y salinidad (Escaray 2007). Se ha demostrado la existencia de poblaciones de L. tenuis con diferentes niveles de tolerancia a distintos niveles de inundación y salinidad (Teakle, N.L. et al 2010; Striker et al. 2012). La tolerancia a la salinidad se define como la habilidad de una planta para crecer y completar su ciclo de vida en un medio que contiene altas concentraciones de sal. Debido a esto surgió mi interés por profundizar en el estudio de esta especie y su posible adaptación a suelos con problemas de salinidad. Se trabajo con dos familias de medios hermanos (FMH) de L. tenuis caracterizadas como tolerantes o susceptibles a salinidad provenientes del programa de mejoramiento genético del INTA Pergamino. Se utilizaron 550 plantas de cada genotipo que fueron sometidas a dos tratamientos salinos. Las plantas se colocaron de a cinco en macetas (20 cm. de diámetro) en invernáculo, se las dividió en: dosis 1 (9 repeticiones), fueron regadas con una solución 75mM de cloruro de sodio (NaCl), dosis 2 (9 repeticiones) regadas con una solución 150 mM NaCl, y un grupo testigo control para cada genotipo (4 repeticiones) regado sin NaCl. El tratamiento salino se aplicó durante 62 días hasta la aparición de la primera flor. Se determinó producción de biomasa de parte aérea (tallos mas hojas). También se determinó porcentaje de materia seca, por secado a 65ºC hasta peso constante de tallo más hojas, corona más raíz, longitud de tallo y raíz, y número de ramificaciones del tallo. Los resultados analizados muestran que la FMH 490 o tolerante posee mayor desarrollo en todas las variables analizadas y en todas las condiciones ensayadas excepto en longitud de raíz y corona. Pero, al sufrir el estrés los porcentajes de reducción en esta FMH que se observan son similares a los porcentajes de reducción observados en la FMH 2241 e incluso, para algunas variables el genotipo susceptible 2241 presentaba menores pérdidas frente al estrés recibido (MS por planta corona y raíz, Biomasa por planta corona y raíz, largo de tallo y Grs de tallo por planta.). El efecto de la salinidad fue igual o similar entre ambas isolíneas, por lo que la que presentaba mayor crecimiento produjo mayor biomasa en condiciones de estrés salino que la de menor crecimiento. La tolerancia al estrés salino fue similar en ambos genotipos, solo que una presentó más desarrollo que la otra. El análisis de las variables estudiadas mostró que en este ensayo el crecimiento de las plantas tiende a disminuir al aumentar la dosis de NaCl y que, a igualdad de dosis, los parámetros de crecimiento evaluados fueron mayores en el genotipo tolerante.

Influencia de las condiciones del estrés salino sobre parámetros de crecimiento de un cultivar tolerante y un cultivar susceptible de Lotus tenuis al estado vegetativo : ciclo 2013

Resumen: Lotus tenuis es una valiosa leguminosa forrajera naturalizada en la Pampa Deprimida. Presenta una reconocida tolerancia al anegamiento y a la salinidad, postulándose como una especie clave para la producción ganadera de la zona. El objetivo del trabajo fue evaluar la influencia del estrés salino en el crecimiento vegetativo de dos familias de medios hermanos de L. tenuis, una reconocida como tolerante a la salinidad y la otra como susceptible. El ensayo se realizó bajo invernáculo en macetas con cinco plantas cada una. Se llevaron a cabo tres tratamientos, uno control y dos salinos con 75mM y 150mM NaCl desde la cuarta hoja pentafoliada desplegada hasta la aparición de la primera flor. Se tomaron datos de temperatura, actividad eléctrica del suelo y radiación. En total se analizaron ocho variables (% de materia seca (MS) en tallo y hoja, y en corona y raíz; MS de tallo y hoja, y de corona y raíz; MS de tallo y de hoja; relación MS aérea/MS radicular y MS tallo/MS hoja) a través de análisis de varianzas y LSD Fisher (p < 0,05) comparando entre genotipos y entre dosis. Se encontró interacción entre los factores en dos variables, % MS en corona y raíz, y en MS de tallo. Con respecto a las dosis se encontraron diferencias significativas para todas las variables, mientras que para el genotipo solo ocurrió en tres variables, MS de tallos y hojas, relación MS aérea/MS radicular, y MS de hojas. Frente a las dosis salinas se redujo la producción de MS y solo aumentó el % de MS. Para evaluar la performance de cada genotipo frente al estrés salino, se calculó expresando en porcentaje, la respuesta de cada uno en las dosis salinas frente a los tratamientos testigos. Evaluando la performance de estos genotipos, se considera que se deberían buscar líneas con un mejor comportamiento frente a la salinidad para los programas de mejoramiento forrajero de esta especie.

Estudio de genes de la familia MYB relacionados con la tolerancia al estrés salino en Lotus spp

Resumen: El género Lotus comprende alrededor de 100 especies anuales y perennes distribuidas en todo el mundo. Algunas de las especies de Lotus muestran un gran potencial para la adaptación a estreses abióticos. Entre estas especies se encuentra Lotus tenuis, especie herbácea, que se encuentra naturalizada en los bajos salinos alcalinos de la Pampa Deprimida hace más de 50 años y es muy valorada como forrajera en los sistemas ganaderos. Como características principales se encuentra la variabilidad genética de sus poblaciones, la plasticidad genotípica de las plantas, su tolerancia al anegamiento y a la salinidad. Teniendo en cuenta la importancia de los daños causados por el estrés en las plantas, sería de gran utilidad comprender cuales son los mecanismos moleculares a través de los cuales las plantas detectan el estrés y transducen la señal dentro de las células para generar respuestas adaptativas y de esta manera poder diseñar estrategias que permitan mejorar la tolerancia al estrés de los cultivos. Uno de los mecanismos de la regulación de la expresión génica es a través de los factores de transcripción (FT). Estos, entre otras funciones, regulan las respuestas adaptativas, por eso sería importante conocer cuáles son los genes involucrados en estas respuestas. Varias familias de FT se encuentran involucradas en la respuesta al estrés abiótico en plantas, una de ellas es la familia de proteínas MYB, siendo esta una de las más numerosas en las plantas. El objetivo de este trabajo es identificar FT tipo MYB en L. tenuis y evaluar su relación con la respuesta adaptativa al estrés salino. Para este experimento se extrajo ADN de hojas de plantas que crecieron en condiciones normales y ARN de raíces de plántulas que permanecieron bajo condiciones de salinidad por 8 y 24 horas, de dos familias de medio hermano (FMH) de L. tenuis, una susceptible y otra tolerante a la salinidad. Se realizaron varias reacciones de PCR y RT-PCR, que arrojaron como resultado amplificación del fragmento genómico y del transcrito con el tamaño esperado. Una vez secuenciados estos fragmentos se determinó la presencia de FT tipo MYB en L. tenuis. Analizando los resultados preliminares de la expresión relativa de los genes MYB estudiados bajo condiciones de estrés salino, se observó expresión bajo condiciones de salinidad como en condiciones normales de crecimiento, lo que sugiere que estos genes no solo responden al estrés salino sino también a otros estreses o factores. Para el gen MYB 102_1420 se observó mayor expresión del tratamiento con solución salina a las 24 horas que a las 8 horas. Al comparar ambas FMH vemos que el comportamiento es similar. Para el gen MYB 102_950 se observó que la FMH susceptible bajo condiciones de salinidad a las 8 horas presenta mayor expresión que a las 24 horas, con la FMH tolerante sucede todo lo contrario. El estudio de la capacidad de adaptación y tolerancia a los distintos estreses y el control de las respuestas adaptativas por medio de los FT en L. tenuis permitirá contribuir a mejorar su adaptación en la Pampa Deprimida, y de esta manera poder identificar poblaciones aptas para ser cultivadas en suelos salinos.

Factores ambientales que afectan la germinación de Dipsacus fullonum L; evaluación de temperatura, stress salino y osmótico

Resumen: Dipsacus fullonum es una especie conocida vulgarmente como carda, carda silvestre o cardencha, perteneciente a la familia Dipsacaceae. Es una maleza muy invasora que crece en sitios abiertos y resiste condiciones de sequía, inundación y salinidad. Conocer la tolerancia de esta especie a estos factores permitiría conocer su potencial área de infestación. Al presente esta información es escasa en la Argentina. Por otro lado, tampoco se dispone de información acerca del valor de sus temperaturas cardinales ni de la tolerancia al estrés salino u osmótico. Por ello, dentro de este marco teórico se evaluaron: i) el potencial agua base de germinación (ψb (50)) aplicando el modelo del hidrotiempo y ii) las temperaturas cardinales y iii) el tiempo térmico a germinación (TT). Para la obtención de estos parámetros se condujeron diferentes ensayos de germinación a las siguientes temperaturas: 5°C; 10°C; 15°C; 20°C; 25°C; 30°C y 35°C. Se calculó el porcentaje de semillas germinadas y el tiempo medio a germinación para todos los tratamientos térmicos. Fue observado que a medida que la temperatura aumentó, disminuía el tiempo medio a germinación (T50) y sólo en dos temperaturas estudiadas el porcentaje final no llegó al 100% (i.e. 5°C y 30°C) y a 35°C no se observó germinación. La temperatura base fue de 4,94ºC, la óptima fue 25,46ºC y la crítica fue 38,90ºC. El tiempo térmico para la etapa de germinación fue de 39,06ºCd. En los ensayos de stress osmótico y salino, se observó que a medida que las semillas fueron incubadas a potenciales más negativos el porcentaje de germinación final no varió excepto en los potenciales muy negativos (- 1 MPa en NaCl y -0,75MPa en PEG). En cambio, se observó un retraso en el inicio de la germinación. Estos resultados proponen que en coincidencia con sus características morfológicas, su hábito de crecimiento, su fácil dispersión y el amplio rango de condiciones ambientales donde la germinación alcanza elevados porcentajes permiten proponer que D. fullonum sea reportada en nuevas zonas.

Efectos de la salinidad y la alcalinidad sobre la germinación y el crecimiento vegetativo temprano de Chloris gayana Kunth

Resumen: Los objetivos de este trabajo fueron: i) determinar el efecto de la salinidad y la alcalinidad sobre la germinación final y el tiempo al 50% de germinación (T50) de 4 cultivares de C. gayana y ii) estudiar las respuestas de plantas de C. gayana cv. Finecut a la salinidad y alcalinidad. Las semillas se incubaron durante 21 días en soluciones que contenían (mM) 0, 100 y 200 de NaCl combinadas con dos niveles de pH: 5,8 y 9,5. Las plantas se cultivaron en soluciones nutritivas que contenían (mM) 0 y 200 de NaCl y dos niveles de pH: 5,8 y 8,5. La combinación 0 mM de NaClpH= 5,8 se consideró el control en ambos experimentos. La germinación final y el T50 de todos los cultivares mostraron valores similares a los del control con 100 mM de NaCl y pH 9,5. Todos los cultivares cuadriplicaron el T50 en 200 mM de NaCl respecto del control, excepto Tolgar que sólo lo duplicó. En las mismas condiciones, el incremento del pH de 5,8 a 9,5 incrementó aún más el T50 de los cultivares Finecut, Tolgar y Katambora. El cultivo de plantas de C. gayana en una solución nutritiva con 200 mM de NaCl indujo la disminución del peso seco del vástago (29 %) y la raíz (49%), del contenido relativo de agua (6%), del contenido de K+ y Ca2+ y de la relación [K+] / [Na+] y el aumento de la relación V/R y del contenido de Na+ y Cl-, en relación a los valores de las plantas control. En cambio, el incremento del pH de 5,8 a 8,5 solamente indujo el aumento de la MFE (24%) y del contenido de Na+ del vástago de las plantas cultivadas en las soluciones sin agregado de NaCl. En conclusión, para condiciones similares a las existentes en las zonas marginales de la Cuenca del Salado (10 dSm-1 y pH  8,5), todos los cultivares de C. gayana evaluados mostraron porcentajes de germinación similares al control. La alcalinidad tuvo poco efecto sobre el crecimiento de las plantas de C. gayana cv. Finecut, ya sea en ausencia o presencia de NaCl en la solución nutritiva (0 y 200 mM, respectivamente). Por lo tanto, desde el punto de vista de la tolerancia a la alcalinidad, C. gayana podría mostrar un nivel de crecimiento adecuado en los suelos salino/alcalinos de la Cuenca del Salado.

Variabilidad molecular en una población de lotus tenuis tolerante a la salinidad

Resumen: Lotus tenuis Waldst et Kit (ex Lotus glaber Mill) (2n=2x=12), es una leguminosa perenne, utilizada como forrajera, que se introdujo en suelos salinoalcalinos de la Pampa Deprimida de la Provincia de Buenos Aires. L. tenuis presenta variabilidad genética para caracteres asociados a la tolerancia a salinidad que esta siendo explorada y explotada en programas de mejoramiento. El estudio de la variabilidad molecular en esta especie permitirá ayudar a los programas de mejoramiento a incrementar la adaptación de la especie en la Pampa Deprimida, permitiendo identificar poblaciones aptas para lograr alta productividad en los suelos salinos de la región. Mediante este trabajo se buscó cuantificar la variabilidad molecular de una población de L. tenuis tolerante a alta salinidad, para lo cual se extrajo ADN de 23 plantas y se utilizaron 8 marcadores ISSRs (Inter Secuencias Simples Repetidas) con la técnica de PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa). Con el uso de los programas de análisis molecular Structure (Pritchard et al., 2000), PowerMarker (Liu et al., 2005) y Arlequín (Excoffier et al., 2010), se estimó la estructura genética, varianza, medidas de diversidad y de distancia genética. A su vez se realizó a modo de complemento una comparación entre la población tolerante y otra población de L. tenuis susceptible a salinidad, para estimar la variabilidad genética entre poblaciones e identificar bandas especificas asociadas a la tolerancia a salinidad. El número obtenido de bandas presentes en la población tolerante fue de 73, que permitió realizar un estudio de la variabilidad molecular. La estructura genética representada por Structurama y Structure arrojó un K=1, observándose a las 23 plantas tolerantes agrupadas en una misma población. El uso de los 8 marcadores seleccionados permitieron estudiar la variabilidad molecular y la estructura genética de las poblaciones de L. tenuis, identificándose un total de 117 bandas totales. El análisis de la estructura poblacional reveló la existencia de una mayor homogeneidad en los individuos de la población tolerante que en la población susceptible. Los marcadores ISSRs desarrollados en este trabajo podrán ser utilizados en otros programas de mejoramiento genético de L. tenuis, para evaluar la variabilidad molecular presente en otras poblaciones de la especie