Análisis de variabilidad intraespecífica para mecanismos de tolerancia a la salinidad y la respuesta de la expansión foliar ante este estrés en girasol (Helianthus annuus L.)

Abstract

La salinidad del suelo es una causa importante de restricción para el uso agronómico de las tierras, debido a que reduce la productividad en la mayoría de los cultivos. Debido a que el girasol ha sido desplazado hacia suelos marginales y dado el hecho que existe una elevada correlación entre expansión foliar y rendimiento en grano en este cultivo, los objetivos del presente trabajo fueron: 1) determinar variabilidad en mecanismos de tolerancia a salinidad y 2) correlacionar cambios en la dinámica de la expansión foliar y la inclusión de Na+. Las plantas fueron cultivadas bajo condiciones controladas y regadas con solución nutritiva salinizada (-0,65 MPa). La tolerancia al estrés osmótico se determinó midiendo las tasas iniciales de elongación de plantas. Las respuestas a largo plazo fueron evaluadas midiendo variables de crecimiento. Un ranking de tolerancia a salinidad indicó el siguiente orden para las líneas: HAR2>HAR1>HA64>HAR5; y para los híbridos SMR779CL>TRTIÓN MAX>ACA885>SMR769. Los genotipos presentaron diferentes grados de acumulación de Na+, pero la tolerancia relativa a la salinidad no estuvo asociada a este atributo. La tolerancia tisular al Na+ fue mayor en HAR1 que en el resto de los genotipos. Estos resultados indican la existencia de variabilidad para los mecanismos de tolerancia a la salinidad en girasol. Esta variabilidad podría ser utilizada para incrementar la tolerancia a la salinidad en este cultivo. Por otro lado se investigó si la inclusión foliar de Na+ podría influir en los mecanismos celulares subyacentes de la expansión foliar, seleccionándose dos líneas contrastantes en inclusión foliar de Na+: HAR2 y HAR1. Se hipotetizó que las respuestas a la salinidad en los estadios tempranos de la ontogenia de la hoja podrían estar dominados por las respuestas al componente osmótico de la salinidad, y que la inclusión foliar de Na+ podría alterar esta coincidencia en respuestas a largo plazo. Los efectos de la salinidad sobre las tasas de expansión foliar y de división celular fueron estudiadas en la hoja 8. Los efectos negativos del estrés fueron más notorios antes de la emergencia de la hoja. Las tasas relativas de expansión celular se afectaron en igual magnitud en ambas líneas, mientras que las tasas relativas de división celular se afectaron más en HAR1. La disminución del índice estomático en HAR2 podría conferirle ventajas frente en salinidad.

Soil salinity is a major cause of restriction in the productive use of the land as it reduces productivity in most crops and it imposes water limitations and ionic imbalances. Because sunflower is being displaced to marginal areas, including salinized soils, and as there is a high correlation between leaf expansion and grain yield, the objectives of this thesis were to: 1) determine variability in salt tolerance mechanisms in sunflower and 2) to correlate the changes in the dynamics of leaf expansion and leaf Na +inclusion of Na +. Plants were grown under controlled conditions and irrigated with salinized (NaCl, -0.65 MPa) nutrient solution. Osmotic tolerance was assessed from the initial effects of the salt treatment on plant elongation. Long-term salinity responses were evaluated by assessing whole plant growth. A relative tolerance ranking indicated tolerance in lines was HAR2>HAR1>HA64>HAR5 and in hybrids SMR779CL>TRITÓN MAX>ACA885>SMR769. The lines and hybrids showed different degrees of Na+ accumulation but relative salt tolerance was not associated to this trait. Tissue Na+ tolerance was higher in HAR1 than in the rest. These results indicate that variability for salt tolerance mechanisms exists in sunflower. Such variability may be exploited for increasing salt tolerance in this crop. It was then enquired whether leaf Na+ inclusion would influence the cellular basis of leaf expansion. Cell division and expansion was studied in leaf 8 of two sunflower lines that differ in leaf Na+ accumulation: HAR1 and HAR2. It was proposed that responses to salinity in the early stages of the salt treatment would be dominated by responses to the osmotic component of salinity, and that ion inclusion would disrupt this coincidence in long-term responses. Negative effects of salinity were greater before leaf emergence. However, while relative cell expansion rates were affected similarly both lines, relative cell division rates decreased more in HAR1, the line that includes Na+ in leaves. In HAR2, a decrease in the stomatal index was observed, perhaps conferring advantages in the adaptation to salt stress.