Aspectos agronómicos y fisiológicos asociados a la tolerancia a la combinación de estreses abióticos en plantas de tomate.

Abstract

Las pérdidas económicas generadas en la agricultura debido a los estreses abióticos están estimadas entre 14-19 mil millones de euros anuales. Las predicciones actuales referentes al cambio climático indican un incremento en las temperaturas y una importante reducción de la calidad de las aguas de riego, que, junto con las estimaciones en el incremento de la población mundial, hacen urgente la necesidad de buscar alternativas en la generación de cultivos con una mayor tolerancia a los distintos estreses abióticos.

Para afrontar esta situación, se realizó un estudio en plantas de tomate de una variedad comercial para comprobar si una suplementación de la nutrición rica en K+/Ca2+ podía conferirle a la planta protección frente a la combinación de los estreses abióticos de salinidad y temperatura. Los resultados mostraron que la aplicación de estos nutrientes, utilizados en concentraciones más altas de las recomendadas, ayudaron a controlar el daño oxidativo a través de la regulación transcripcional de las principales enzimas implicadas en la desintoxicación de ROS y la recuperación de la peroxidación de los lípidos de membrana, lo que se tradujo en un mejor rendimiento del aparato fotosintético y una mejor tasa de crecimiento.

Posteriormente, se estudió el efecto de los estreses combinados en una población de RILs (Recombinant inbred lines) obtenidas mediante el cruzamiento de una línea silvestre (S. pimpinellifollium L.), tolerante a condiciones abióticas extremas, y una línea comercial (S. lycopersicum L.), ya que estas plantas son una herramienta muy útil para el análisis de rasgos cualitativos de una especie. Una población inicial de 84 RILs distintas fue sometida a los estreses combinados de salinidad y temperatura para determinar el rango de tolerancia al estrés de cada una de ellas. La combinación de los estreses de salinidad y alta temperatura redujo el peso fresco de todas las líneas RILs estudiadas. No obstante, esa disminución de biomasa fue diferente en cada línea, por lo que es posible que algunas hubieran heredado características del parental silvestre S. pimpinellifolium L y otras, de la variedad comercial S. lycopersicum L. En base a los resultados obtenidos, se seleccionaron 5 líneas RILS que diferían en su rango de tolerancia a la combinación de estreses para la consecución del siguiente experimento.

Al estudiar las 5 líneas seleccionadas, se comprobó que el comportamiento de las RILs era reproducible, y que las líneas seleccionadas como más tolerantes seguían teniendo una mejor respuesta al estrés combinado que las líneas que habían sido seleccionadas con menor rango de tolerancia. Por otro lado, se determinó que una mejor respuesta adaptativa de las plantas se correspondía con una alta relación K+/Na+ tanto en las hojas como en la raíz, y que esta relación entre los componentes iónicos, estaba también relacionada con el potencial osmótico de la planta y el potencial de turgencia. Además, un aumento del peso seco de las plantas se relacionó con un aumento de la fluorescencia de las clorofilas y de la tasa fotosintética. En base a los resultados obtenidos, las dos líneas seleccionadas para el siguiente experimento fueron la línea RIL-76, definida como la línea más tolerante, y la línea RIL-18, definida como la línea más sensible.

Finalmente, se realizó un experimento agronómico para determinar el comportamiento de las líneas en condiciones de campo reales. Los resultados mostraron que la línea RIL-76 fue más tolerante que la RIL-18, ya que, ante el efecto de los estreses abióticos combinados a distintos niveles de salinidad y alta temperatura, un mayor número de plantas sobrevivió hasta el final del experimento. En cuanto al estado nutricional de las plantas en distintos estados de desarrollo, se comprobó que la homeostasis de determinados iones jugaba un papel fundamental en la respuesta adaptativa de las plantas a la combinación de estreses. En cambio, los resultados agronómicos del experimento no fueron los esperados, puesto que no se consiguieron unos datos de producción y de calidad del fruto dentro de los estándares actuales de mercado en ninguna de las RILs seleccionadas, por lo que se llegó a la conclusión final de que es probable que en la hibridación de las RILs seleccionadas, éstas hayan heredado las características agronómicas del parental silvestre S. pimpinellifolium L y no las características propias de la variedad S. lycopersicum L.

Estos ensayos demuestran que el estudio de los estreses abióticos debe centrarse en las combinaciones de estrés más relevantes para una región en particular, lo que permitirá a las plantas cultivadas en dichas zonas producir el mayor rendimiento posible mientras completa su ciclo de cultivo.