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Plant ROS Research

ESTRÉS OXIDATIVO INDUCIDO POR SALINIDAD EN PLANTAS

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La salinidad en el suelo o en el agua de riego, junto con la sequía) es uno de los factores ambientales que más limita la producción vegetal. En ambientes salinos, las plantas tienen que entablar una doble lucha: contra el efecto osmótico, producido por la acumulación de sales en el suelo, con el fin de poder absorber agua, y contra la toxicidad iónica, producido por la acumulación de sales dentro de la planta (sobre todo Na2+ y Cl-). Pero además de estos componentes (estrés osmótico y toxicidad iónica), la salinidad también produce, a más largo plazo, un estrés oxidativo en las plantas. Estos tres factores contribuyen a los efectos dañinos de la salinidad en las plantas (Hernández et al., 1993, 1995; 2000; 2001; Gueta-Dahan et al. 1997).
La salinidad afecta al crecimiento de las plantas. Uno de los síntomas característicos de la salinidad es la aparición de zonas cloróticas y, a más largo plazo, la aparición de zonas necróticas en los márgenes de las hojas (Fig 1).

Fig.1 Síntomas de Salinidad en Plantas de guisante.

Fig.1 Síntomas de Salinidad en Plantas de guisante.

En respuesta a salinidad (o a estrés hídrico), las plantas rápidamente reducen su conductancia estomática (cierre de estomas), lo que limita la entrada de CO2 al cloroplasto. Esto ralentiza las reacciones del ciclo de Calvin,  lo que conlleva a un menor consumo de NADPH y ATP. Esta respuesta se traduce en una falta de regeneración de aceptores de electrones (NADP+, ADP), lo que puede facilitar que el O2 acepte electrones de la cadena de transporte electrónico en el cloroplasto, lo que conlleva a una mayor generación de especies reactivas del oxígeno (ROS) en este orgánulo, como radicales superóxido y de H2O2 (Fig. 2).

Fig 2. Esquema mostrando los diferentes componentes del estrés salino en plantas, que finalmente llevan al establecimiento de un estrés oxidativo.

Fig 2. Esquema mostrando los diferentes componentes del estrés salino en plantas, que finalmente llevan al establecimiento de un estrés oxidativo.

De acuerdo con algunos autores, la tolerancia a salinidad parece estar asociada a la capacidad de inducción de mecanismos antioxidantes. En un cultivar de guisante (cv Challis) sensible a salinidad, se ha descrito que el tratamiento con NaCl 70 mM produce un descenso de los mecanismos antioxidantes en cloroplastos y mitocondrias, asociado con una mayor generación de O2.- y H2O2 en estos orgánulos. Sin embargo, en cultivares de guisante relativamente tolerantes a salinidad tiene lugar una respuesta contraria, ya que, aunque también se observa un aumento en la generación de ROS,  tiene un aumento de las enzimas del ciclo ASC-GSH y de la actividad de las isoenzimas de SOD en estos orgánulos (Fig 3). Esta respuesta sugiere que la tolerancia a salinidad puede estar asociada, al menos parcialmente, al aumento y/o la inducción de los mecanismos de defensa antioxidantes.

Fig 3. Esquema mostrando el efecto de la salinidad sobre el metabolismo antioxidativo en cloroplastos y mitocondrias en diferentes cultivares de plantas de guisante.

Fig 3. Esquema mostrando el efecto de la salinidad sobre el metabolismo antioxidativo en cloroplastos y mitocondrias en diferentes cultivares de plantas de guisante.

José A. Hernández, Investigador Científico CEBAS-CSIC

 

 

Para más Información:

HERNANDEZ, JA, CORPAS FJ, GOMEZ M, DEL RIO LA, SEVILLA F (1993) Salt-induced oxidative stress mediated by activated oxygen species in pea leaf mitochondria. Physiol. Plant. 89, 103-108.

HERNANDEZ JA, OLMOS E, CORPAS FJ, DEL RIO LA, SEVILLA F (1995) Salt-induced oxidative stress in chloroplasts of pea plants. Plant Sci., 105, 151-167.

GÓMEZ JM, HERNÁNDEZ JA, JIMÉNEZ A, DEL RÍO LA, SEVILLA F.(1999). Differential response of antioxidative enzymes of chloroplasts and mitochondria to long-term NaCl stress of pea plants. Free Rad. Res. 31(suppl.), 11-18.

BARBA-ESPÍN G, CLEMENTE-MORENO MJ, ÁLVAREZ S, GARCÍA-LEGAZ MF, HERNÁNDEZ JA, DÍAZ-VIVANCOS P (2011) Salicylic acid negatively affects the response to salt stress in pea plants. Plant Biology 13: 909-917.

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