Estrés en la agricultura. Una revisión actualizada a herramientas para su comprensión y mitigación.

Por Ing. Agrónomo MS Rodrigo Belmar Zárate.

El aumento de las temperaturas como consecuencia del calentamiento global presenta uno de los principales desafíos en la comunidad científica (Dos Santos, 2022).

Desde el punto de vista de la agricultura, las plantas se ven expuestas a estreses bióticos y abióticos que plantean serias amenazas para el crecimiento y la productividad (Hasanuzzaman, 2022).

Dentro de los principales estresores abióticos que afectan a los cultivos se pueden mencionar: calor excesivo, sequias, radiación, deficiencia nutricional, heladas y bajas temperaturas (Lichtenthaler, 1998). En general, estas condiciones suelen darse en conjunto, presentando un efecto sinérgico entre ellas. Así, calor excesivo suele ir acompañado de sequias y expresar, por lo tanto, deficiencias nutricionales producto de la imposibilidad de absorción de iones a raíz del cierre estomático propiciado por las temperaturas y condición hídrica.

Un signo clave de tales estreses a nivel molecular es la producción acelerada de especies reactivas de oxígeno (ROS), que causan estrés oxidativo. El estrés abiótico da como resultado la reducción de las actividades fotosintéticas de las plantas y acelera la acumulación de ROS, que son radicales de oxígeno y sus derivados, como el peróxido de hidrógeno (H₂O₂), el oxígeno singlete (1O₂), los radicales superóxidos (O₂•−) y el radical hidroxilo (OH•). Estos son altamente reactivos y generalmente tóxicos.

En general, la producción de ROS a nivel celular es un proceso normal e, incluso, se ha reportado su intervención como señalización en procesos metabólicos (Hasanuzzaman, 2022). En circunstancias normales, existe un equilibrio entre la generación y la eliminación de ROS (Hasanuzzaman, 2019; Billah, 2021). Sin embargo, este equilibrio puede verse obstaculizado por diferentes estreses bióticos y abióticos, lo que resulta en la generación de una gran cantidad de ROS que pueden inducir lesiones celulares a través de la oxidación de proteínas, la peroxidación lipídica y el daño del ADN, que finalmente puede resultar en la muerte celular de una planta. (Hasanuzzaman, 2022).

En este sentido, herramientas moleculares han demostrado ser un aporte en la defensa contra el estrés oxidativo y que estos pueden ser aliviados mediante la aplicación exógena de sustancias químicas como aminoácidos y sus derivados, azucares, poliaminas, vitaminas y reguladores de crecimiento.

Por ejemplo, osmolitos como la Glicina Betaina (GB) protegen de estrés mediante la regulación osmótica, desintoxicación de ROS y estabilización de membranas y estructura de proteínas y enzimas (Munns, 2002).

Por su lado, el ácido Salicílico (SA) media en la resistencia sistémica adquirida (SAR) durante la invasión de patógenos, confiere tolerancia sequias (Hussain, 2008), aumenta la tasa fotosintética, estabiliza membranas y activa varias enzimas relacionadas con el estrés (Hayat, 2007).

Con la finalidad de ahondar en este interesante tema, en las próximas semanas temas como los anteriormente mencionados, además de otros como las aplicaciones de algas, jazmonato, quitosano, mejoramiento en la rizosfera y nutrición equilibrada serán abordados en profundidad y así entregar una serie de herramientas en el manejo y mitigación de los efectos del estrés.

Bibliografía.

·         Billah, M.; Aktar, S.; Brestic, M.; Zivcak, M.; Khaldun, A.B.M.; Uddin, M.S.; Bagum, S.A.; Yang, X.; Skalicky, M.; Mehari, T.G.; et al. Progressive genomic approaches to explore drought- and salt-induced oxidative stress responses in plants under changing climate. Plants 2021, 10, 1910.

·         Dos Santos, T. B., Ribas, A. F., de Souza, S. G. H., Budzinski, I. G. F., & Domingues, D. S. (2022). Physiological responses to drought, salinity, and heat stress in plants: a review. Stresses, 2(1), 113-135.

·         Hasanuzzaman, M., & Fujita, M. (2022). Plant oxidative stress: Biology, physiology and mitigation. Plants, 11(9), 1185.

·         Hasanuzzaman, M.; Bhuyan, M.H.M.B.; Anee, T.I.; Parvin, K.; Nahar, K.; Mahmud, J.A.; Fujita, M. Regulation of ascorbateglutathione pathway in mitigating oxidative damage in plants under abiotic stress. Antioxidants 2019, 8, 384.

·         Hayat, S., Ali, B. Ahmad, A., 2007. Salicylic Acid: A Plant Hormone. Springer, pp. 1-14.

·         Hussain, M., Malik, M., Farooq, M., Ashraf, M. Cheema, M., 2008. Improving drought tolerance byexogenous application of glycine betaine and salicylic acid in sunflower. Journal of Agronomy and Crop Science 194(3), 193-199.

·         Munns, R., 2002. Comparative physiology of salt and water stress. Plant, Cell &Environment 25(2), 239-250.

·         Lichtenthaler, H. K. (1998). The stress concept in plants: an introduction. Annals of the new York Academy of sciences, 851, 187-198.