PLANTASPLANTAS BAJO ESTRÉSBAJO ESTRÉS• Cuando el funcionamiento normal de la planta se ve afectado Cuando el funcionamiento normal de la planta se ve afectado

negativamente por la presencia de un factor ambiental se dice que la negativamente por la presencia de un factor ambiental se dice que la planta está sometida a planta está sometida a estrésestrés por ese factor, impidiendo su crecimiento por ese factor, impidiendo su crecimiento óptimo. óptimo.

* Depende de la especie.* Depende de la especie.

* El estrés se mide en relación al crecimiento o a procesos primarios de * El estrés se mide en relación al crecimiento o a procesos primarios de asimilación. asimilación.

* * Resistencia al estrésResistencia al estrés: adaptabilidad de la planta al ambiente desfavorable: adaptabilidad de la planta al ambiente desfavorable

Factores estresantes:Factores estresantes: Factores Bióticos:Factores Bióticos:

- Animales y plantas- Animales y plantas- Bacterias, hongos y virus (enfermedades)- Bacterias, hongos y virus (enfermedades)

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

El El estrés hídricoestrés hídrico es es el factor ambiental el factor ambiental que más limita la que más limita la producción vegetal a producción vegetal a escala mundialescala mundial

Los estreses fisicoquímicos Los estreses fisicoquímicos pueden reducir la productividad pueden reducir la productividad de los cultivos de manera que de los cultivos de manera que solo se manifiesta un 22% de la solo se manifiesta un 22% de la potencialidad genética de potencialidad genética de producciónproducción

Estrés HídricoEstrés Hídrico Se presenta cuando hay un desbalance hídrico, Se presenta cuando hay un desbalance hídrico,

cuando la pérdida de agua por transpiración cuando la pérdida de agua por transpiración excede la velocidad de absorción. Asociado a excede la velocidad de absorción. Asociado a ambientes con baja pluviometría (Sequía).ambientes con baja pluviometría (Sequía).

El déficit de agua puede ser transitorio, temporal o El déficit de agua puede ser transitorio, temporal o permanente, debido a la baja disponibilidad de permanente, debido a la baja disponibilidad de agua en el suelo.agua en el suelo.

Puede ser moderado o severo, depende de la Puede ser moderado o severo, depende de la disponibilidad de agua en el suelo y tasa de disponibilidad de agua en el suelo y tasa de transpiracióntranspiración

CAUSAS AMBIENTALESCAUSAS AMBIENTALES– SequíaSequía– InundaciónInundación– Alta temperatura atmosféricaAlta temperatura atmosférica– Alta tasa de transpiraciónAlta tasa de transpiración– Congelación (frío).Congelación (frío).

Suelo vs Factores de la Transpiración ¡¡Suelo vs Factores de la Transpiración ¡¡

Plantas y Estrés HídricoPlantas y Estrés Hídrico

EFECTOS DEL ESTRÉS POR SEQUIAEFECTOS DEL ESTRÉS POR SEQUIA

1. Procesos Fisiológicos:1. Procesos Fisiológicos:

A.- A.- Absorción y Transporte de MineralesAbsorción y Transporte de Minerales Disminuye absorción y transporte de elementos Disminuye absorción y transporte de elementos

mineralesminerales Suberización de raícesSuberización de raíces Aumento de la resistencia al flujo de aguaAumento de la resistencia al flujo de agua

B.- FotosíntesisB.- Fotosíntesis Disminuye el Area foliarDisminuye el Area foliar Cierre estomático (COCierre estomático (CO22 disminuye)) Afecta fotofosforilación y transporte de electronesAfecta fotofosforilación y transporte de electrones Disminuye síntesis y actividad enzimáticaDisminuye síntesis y actividad enzimática Provoca daños al cloroplasto, destrucción de clorofilaProvoca daños al cloroplasto, destrucción de clorofila

C.- C.- Translocación de sustanciasTranslocación de sustanciasFotosintatos y agroquímicosFotosintatos y agroquímicos

D.- RespiraciónD.- Respiración Disminución de síntesis y actividad Disminución de síntesis y actividad

enzimáticaenzimáticaReducción de sustratos Reducción de sustratos (fotoasimilados)(fotoasimilados)Afecta transporte de electronesAfecta transporte de electronesRequerimiento de medio acuosoRequerimiento de medio acuoso

E.- Síntesis de hormonasE.- Síntesis de hormonas- Incrementa síntesis de etileno y Acido Abscísico (ABA)Incrementa síntesis de etileno y Acido Abscísico (ABA)- Disminuye síntesis de citocininas, giberelinas y auxinasDisminuye síntesis de citocininas, giberelinas y auxinas

a)a) Crecimiento VegetativoCrecimiento Vegetativo* Reduce división y alargamiento celular* Reduce división y alargamiento celular* Provoca abscisión de órganos (hojas)* Provoca abscisión de órganos (hojas)* Afecta mas crecimiento parte aérea (relación vástago/raíz)* Afecta mas crecimiento parte aérea (relación vástago/raíz)* Cambios en Anatomía y Morfología de la hoja* Cambios en Anatomía y Morfología de la hoja

Grosor del mesófilo y la cutículaGrosor del mesófilo y la cutícula Ceras, tricomasCeras, tricomas Reducción del área foliarReducción del área foliar

B)B) Crecimiento ReproductivoCrecimiento Reproductivo Mayor daño a la iniciación del primordio floral y antesisMayor daño a la iniciación del primordio floral y antesis Reducción del tamaño y peso de semillasReducción del tamaño y peso de semillas Afecta Alargamiento y formación de espigasAfecta Alargamiento y formación de espigas Provoca aborto del saco embrionario y menor fertilidad polenProvoca aborto del saco embrionario y menor fertilidad polen Disminuye el Desarrollo de floresDisminuye el Desarrollo de flores Provoca abscisión de órganos (flores, frutos)Provoca abscisión de órganos (flores, frutos)

2. EFECTOS DEL ESTRÉS HIDRICO MODERADO A SEVERO EN EL CRECIMIENTO

3. Otros efectos3. Otros efectos Ataque de insectos y enfermedadesAtaque de insectos y enfermedades Alteraciones en la disipación Alteraciones en la disipación

energética de las hojas (incremento energética de las hojas (incremento temperatura)temperatura)

Incremento de radicales libres que Incremento de radicales libres que provocanprovocan

autoxidación (lesión celular)autoxidación (lesión celular)

ASPECTOS BENEFICIOSOSASPECTOS BENEFICIOSOS Incrementa los contenidos de Incrementa los contenidos de

compuestos como azúcares, gomas, compuestos como azúcares, gomas, alcaloides, aceites, compuestos alcaloides, aceites, compuestos aromáticosaromáticos

Mejora la calidad de ciertos frutosMejora la calidad de ciertos frutosPromueve el “Endurecimiento” de Promueve el “Endurecimiento” de

plántulas (tolerancia al estrés hídrico)plántulas (tolerancia al estrés hídrico)Provoca estímulo para florecer Provoca estímulo para florecer

(plantas tropicales)(plantas tropicales)

Plantas y Estrés HídricoPlantas y Estrés Hídrico

Plantas Hidroestables: Plantas Hidroestables: viven en ambientes de viven en ambientes de contenido hídrico estable, sin variaciones contenido hídrico estable, sin variaciones importantes Ej: acuáticas, suculentas, importantes Ej: acuáticas, suculentas, umbrófilas…umbrófilas…

Plantas Hidrolábiles: Plantas Hidrolábiles: toleran grandes variaciones toleran grandes variaciones de potencial hídrico. Sufren diversas de potencial hídrico. Sufren diversas adaptaciones de acuerdo con la especie.adaptaciones de acuerdo con la especie.

Mecanismos o Adaptaciones al Estrés Hídrico:Mecanismos o Adaptaciones al Estrés Hídrico:Evitación vs Tolerancia: Evitación vs Tolerancia: Implica disminución de la Implica disminución de la

productividadproductividad

EVITACIÓN: manifestación:EVITACIÓN: manifestación:– Escape a la sequía: Escape a la sequía: semillas, yemas semillas, yemas

latentes, bulbos, rizomas.latentes, bulbos, rizomas.

– Conservación del agua: Conservación del agua: cierre estomas, cierre estomas, pérdida de hojas, reducción de la pérdida de hojas, reducción de la transpiración, almacenamiento de agua, transpiración, almacenamiento de agua, metabolismo plantas CAMmetabolismo plantas CAM

– Mantenimiento de la absorción de agua: Mantenimiento de la absorción de agua: raíces profundas y extensas, pelos raíces profundas y extensas, pelos absorbentes en hojas (Bromelias).absorbentes en hojas (Bromelias).

Tolerancia:Tolerancia: capacidad del protoplasma de soportar capacidad del protoplasma de soportar gran pérdida de agua. Varía con la spp (agronómicas gran pérdida de agua. Varía con la spp (agronómicas poco).poco).

Las semillas pueden deshidratarse hasta 10% de agua: Las semillas pueden deshidratarse hasta 10% de agua: la desecación puede ser reversible y segura debido a:la desecación puede ser reversible y segura debido a:

- Síntesis de proteínas de choque que protegen la - Síntesis de proteínas de choque que protegen la integridad de las membranas celulares.integridad de las membranas celulares.

- Mecanismos antioxidantes (contra radicales - Mecanismos antioxidantes (contra radicales libres de Olibres de O22): reductores, vitaminas solubles en grasa ): reductores, vitaminas solubles en grasa (carotenos), enzimas antioxidantes(carotenos), enzimas antioxidantes

IDEALIDEAL::

Plantas que aumenten la tolerancia a la desecación Plantas que aumenten la tolerancia a la desecación y que posean alta eficiencia en el uso del agua sin y que posean alta eficiencia en el uso del agua sin perder productividadperder productividad

A medida que el suelo se seca aumenta su A medida que el suelo se seca aumenta su resistencia hidraúlica y disminuye su potencial resistencia hidraúlica y disminuye su potencial hídrico.hídrico.

Consecuencia: plantas deben disminuir Consecuencia: plantas deben disminuir ΨΨ: por : por deshidratacion (deshidratacion (ΨΨPP) o incremento en solutos () o incremento en solutos (ΨΨs) para poder absorber el agua del suelo.

OSMORREGULACIÓN: acumulación activa de solutos para mantener la turgencia (Gradiente de ΨΨ): Acumula en laVacuola (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.

Mecanismo de AJUSTE OSMÓTICO

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

Ψ(Mpa)

5 10 15

Días luego de último riego

Tolerancia al déficit hídrico por osmorregulación

ESTRÉS SALINOESTRÉS SALINO Existen situaciones excepcionales en las cuales la Existen situaciones excepcionales en las cuales la

concentración de sales en el suelo es tan elevada concentración de sales en el suelo es tan elevada que impide la absorción de agua.que impide la absorción de agua.

El uso indiscriminado de fertilizantes y El uso indiscriminado de fertilizantes y agroquímicos así como la sobreexplotación de agroquímicos así como la sobreexplotación de acuíferos ha provocado que en la actualidad la acuíferos ha provocado que en la actualidad la tercera parte de la tierra cultivable tenga tercera parte de la tierra cultivable tenga problemas de salinidadproblemas de salinidad

Es común en ambientes costeros y desiertosEs común en ambientes costeros y desiertos

Efecto negativo de la salinidad:Efecto negativo de la salinidad:

• Factor osmóticoFactor osmótico: : el potencial hídrico del suelo el potencial hídrico del suelo se hace muy negativo (Dificultad de la raíz para se hace muy negativo (Dificultad de la raíz para absorber el agua del suelo). Sequía osmótica.absorber el agua del suelo). Sequía osmótica.

• Factor iónicoFactor iónico: : toxicidad de los iones cloruro (Cltoxicidad de los iones cloruro (Cl--) ) y sodio (Nay sodio (Na++). Además de nitratos, sulfatos y ). Además de nitratos, sulfatos y amonio. Afectan los tejidos vegetalesamonio. Afectan los tejidos vegetales

Consecuencias sobre el crecimientoConsecuencias sobre el crecimiento• Asociados al Déficit Hídrico (Sequía Osmótica)Asociados al Déficit Hídrico (Sequía Osmótica)

• Asociados a la Toxicidad de los ionesAsociados a la Toxicidad de los iones

*Reducción tasa fotosintética*Reducción tasa fotosintética

*Provoca senescencia y abscisión hojas*Provoca senescencia y abscisión hojas

*Enzimas celulares requieren ambiente *Enzimas celulares requieren ambiente iónico específico para funcionar: se iónico específico para funcionar: se afectan todos los procesos fisiológicos. afectan todos los procesos fisiológicos.

Plantas Halófitas: adaptadas a la salinidadPlantas Halófitas: adaptadas a la salinidadInclusivas de iones: Inclusivas de iones: absorben sales, las absorben sales, las almacenan (vacuolas) o expulsan (glándulas)almacenan (vacuolas) o expulsan (glándulas)

Exclusivas de iones: Exclusivas de iones: raíces presentan raíces presentan selectividad en la absorción de iones. selectividad en la absorción de iones.

* Plantas Tolerantes: Toleran cierto rango de * Plantas Tolerantes: Toleran cierto rango de salinidad salinidad (Ej: tomate, trigo, remolacha, (Ej: tomate, trigo, remolacha, pastos)pastos)

Plantas Glicófitas: sensibles a la salinidad Plantas Glicófitas: sensibles a la salinidad (no tolerantes)(no tolerantes)

Adaptación a la salinidad