46. el magnesio-nutriente clave contra el estres por calor
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7/26/2019 46. El Magnesio-Nutriente Clave Contra El Estres Por Calor
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El Magnesio: Nutriente Clave Contra elEstrs por Calor
Introduccin
Los factores de estrs abitico, como la
sequa, las temperaturas extremas, el
exceso de luz, la salinidad y las deficiencias
de nutrientes, resultan en prdidas
significativas en la produccin de cultivos a
nivel mundial. Lo anterior debido a que
afectan el crecimiento y los procesos
fisiolgicos de la planta. El estrs por calor,
ocurre a menudo de manera conjunta con la
sequa y la alta intensidad de luz, y hoy en
da, es de particular importancia debido al
calentamiento global.
Estrs por calor en plantas
Entre los procesos ms sensibles al calor se
encuentran el transporte de electrones y los
procesos de fijacin de CO2. El funcionamiento de las cadenas de transporte de electrones puede sufrir
alteraciones como consecuencia del calor y originar especies oxidantes y/o reductoras, denominadas
especies reactivas de oxgeno (ROS), tales como el radical superxido, perxido de hidrgeno, radical
hidroxilo y oxgeno singlete.
Como causa del estrs por calor regularmente se genera un dao celular oxidativo, como resultado del
ataque de ROS en los pigmentos del cloroplasto y membranas. Los aumentos en la generacin de ROS y
el dao oxidativo a los cloroplastos, son muy comunes en plantas con deficiencias de nutrientes
minerales, especialmente bajo deficiencia de magnesio. Las plantas como respuesta a este tipo de estrs
incrementan los niveles de metabolitos antioxidantes y su actividad enzimtica.
La nutricin con magnesio bajo condiciones de estrs ambiental
La deficiencia de magnesio ocurre principalmente en suelos altamente erosionados, cidos y arenosos
con capacidad de intercambio catinico bajo, y tambin en sistemas de produccin intensivo.
Debido a que el magnesio es transportado principalmente por flujo de masas, condiciones de estrs
abitico, como la sequa y el calor, pueden inhibir severamente la absorcin de magnesio y agravar la
deficiencia.
Figura 1. Diversos estudios indican que el estrs por calor
ser ms frecuente, debido al calentamiento global.
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El amarillamiento en forma de clorosis intervenal en las
hojas viejas de la planta, es uno de los sntomas tpicos delestrs causado por la deficiencia de magnesio. Se conoce
que hasta el 35 % del total del Mg en las plantas est ligado
a los cloroplastos. Sin embargo, la presencia de los sntomas
de deficiencia son estimulados cuando las plantas estn
expuestas a alta intensidad de luz . Se considera que el dao
en las hojas de plantas deficientes y expuestas a alta
intensidad de luz, se debe a la mayor generacin de especies
de oxgeno altamente reactivas (muy nocivas) en los
cloroplastos, lo que inhibe la fijacin sinttica de CO 2.Tambin, el dao oxidativo en el tejido foliar puede ser ms
pronunciado cuando las plantas estn expuestas a estrs por
calor.
Para mitigar el dao oxidativo bajo deficiencia de magnesio,
las plantas elevan los niveles de antioxidantes como el
superxido dismutasa (SOD), el ascorbato peroxidasa (APX) y
la glutatin reductasa (GR).
Efectos del estrs por calor en plantas de trigo y maz
Para caracterizar los efectos del estrs por calor, se realiz un experimento donde se cultivaron plantas
de trigo y maz de tres semanas de edad, en solucin nutritiva con suministro bajo y adecuado de
magnesio.
Figura 2. La deficiencia de Mg causa
clorosis intervenal en hojas viejas.
(Fuente: Jezek et al., 2015).
Figura 3. Hojas de trigo y maz de 22 y 23 das de edad, respectivamente, cultivadas en
soluciones nutritivas con suministro adecuado y bajo de Mg, a diferentes temperaturas.
Fuente: Cakmak et al. 2013
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Como resultado, las plantas cultivadas con bajo suministro de magnesio mostraron hojas viejas con
clorosis intervenal en ambos cultivos. Las plantas de maz tambin desarrollaron una coloracin rojopurpura. Bajo estas condiciones, las concentraciones de clorofila se redujeron significativamente y las
plantas que fueron expuestas a estrs por calor se vieron an ms afectadas. Tambin la concentracin
de carbohidratos solubles disminuyo notablemente en hojas jvenes, mientras que las hojas viejas
mostraron una acumulacin significativa.
Los sntomas de deficiencia en amboscultivos fueron agravados cuando lasplantas fueron sometidas a estrs porcalor. Las plantas con evidente
deficiencia de magnesio sufrieron daoa una temperatura mayor y las plantascon nivel adecuado del nutrimento no
se vieron afectadas.
El crecimiento de las races con bajo
magnesio fue reducido, asociado a una
reduccin en el trasporte de
carbohidratos a estos rganos. De igual
forma se observ un efecto ms
pronunciado cuando las plantas
estuvieron expuestas a estrs por
calor.
Debido al papel tan fundamental del
magnesio en la utilizacin de energa
de la luz de la fotosntesis y de los
fotoasimilados en el crecimiento de las
plantas, la nutricin adecuada con
magnesio es esencial para laproduccin de cultivos, especialmente
bajo condiciones de estrs ambiental.
Figura 4. Cultivos de trigo y maz de 22 y 23 das de edad,
respectivamente, cultivadas en soluciones nutritivas consuministro adecuado y bajo de Mg, a diferentes temperaturas,
para evaluar el efecto de la nutricin de Mg sobre el estrs por
calor. Fuente: Cakmak et al., 2013 .
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Conclusin
Actualmente se estn discutiendo varias estrategias agronmicas y genticas para atenuar los efectos deestrs por calor, mismas que son ms pronunciadas cuando las plantas se exponen simultneamente a
bajo suministro de magnesio. Las plantas de maz y trigo que sufren deficiencia de magnesio son ms
susceptibles al estrs por calor, por lo que una nutricin adecuada con magnesio es esencial para mitigar
o disminuir estos daos. Es decir, el mantenimiento de una fuente suficiente de magnesio, puede ser
una estrategia nutricional eficaz para minimizar las prdidas relacionadas con el estrs por calor en la
produccin de cultivos.
Fuentes consultadas:
- Mengtay, Meli s; Ceylan, Yasemin; Kutman, mit Bari s; y, Cakmak, Is mail . 2013. Adequate magnesi um nutrition
mitigates adverse effects of heat stress on mai ze and wheat. Plant and soi l, Vol. 368, No. 1-2, 57-72 (SCI).- Cakmak, I. y A. M. Yazici. 2010. Magnesium: A Forgotten Element in Crop Production. Better Crops 94(2):23-25.