Eficiencia en el uso del agua y estrategias de adaptación al estrés hídrico en las especies Chenopodium quinoa Willd y Amaranthus spp.
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Date
2022
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Publisher
Universidad de Concepción
Abstract
La sequía es una grave amenaza para la agricultura mundial que resulta en grandes pérdidas anuales de rendimiento en los cultivos. Por ende, definir estrategias para la gestión de los recursos hídricos disponibles es una prioridad. El estudio y mejora de la eficiencia en el uso del agua (EUA) en plantas, definida principalmente como la cantidad de carbono absorbido por unidad de agua utilizada, puede solventar estas pérdidas, ya que permite aumentar el rendimiento mientras se ahorra la mayor cantidad de agua del suelo. Así como también se pueden obtener mejoras con el estudio de estrategias bioquímicas que están relacionadas a la tolerancia de los cultivos frente a la sequía. En los últimos años, el cambio climático se ha visto impulsado principalmente por las actividades humanas, generando, por un lado, un aumento de la escasez hídrica, y por el otro un aumento del CO2 atmosférico. La escasez hídrica generará un impacto negativo en el rendimiento de los cultivos, mientras que el aumento del CO2 tendría un impacto positivo en la planta. Sin embargo, este efecto dependerá del metabolismo fotosintético de la planta, es decir, si posee un metabolismo de tipo C3 o C4. Por ende, se espera que su EUA será distinta bajo estas condiciones. Chenopodium quinoa Willd y Amaranthus spp son especies tolerantes a diferentes condiciones de estrés abiótico, incluyendo salinidad del suelo, temperaturas extremas, baja disponibilidad de nutrientes y estrés hídrico. Ambas especies son capaces de crecer en suelos marginales y son eficientes en el uso del agua. Sin embargo, estas especies poseen un diferencial metabolismo fotosintético. Chenopodium quinoa es una planta C3, esto quiere decir que la primera etapa de fijación del CO2 al ciclo de Calvin-Benson Bassham comienza con la formación de un compuesto de tres carbonos, catalizado por la enzima RuBisCo, siendo este mecanismo el que poseen la mayoría de las plantas. Mientras que la especie Amaranthus es una planta C4, lo que indica que en la primera etapa de fijación de CO2 se produce un compuesto de cuatro carbonos, catalizado por la enzima PEP carboxilasa, y luego, en una segunda etapa se produce la incorporación de este CO2 al ciclo de Calvin-Benson-Bassham, siendo este un metabolismo fotosintético modificado de la vía C3. Así, el estudio de estas especies representa una oportunidad invaluable y ofrecen un inmenso potencial frente a los desafíos presentes y futuros del cambio climático, como también de la seguridad alimentaria. Por ello, en esta tesis se realizó una revisión bibliográfica de los trabajos publicados en las bases de datos Web Of Science, Pubmed, Wiley Online Library, Science Direct y Google Scholar. Se efectuó una lectura crítica de artículos científicos identificando los aspectos relevantes asociados a la eficiencia en el uso del agua y respuestas al estrés de Quinoa y Amaranto, con el fin de contribuir a la actualización y canalización de la información presente en la literatura, así como a la identificación de vacíos de conocimiento para proponer investigaciones futuras que maximicen nuestra comprensión de las bases fisiológicas, bioquímicas y moleculares de la EUA. El objetivo principal de esta revisión fue proporcionar información detallada sobre estudios recientes acerca de la eficiencia en el uso del agua y estrategias bioquímicas frente al estrés hídrico en Chenopodium quinoa Willd y Amaranthus spp. Y, se planteó la hipótesis de que bajo condiciones de estrés hídrico los mecanismos de resistencia de Amaranthus spp están relacionados a la mantención del ciclo del carbono, mientras que en Chenopodium quinoa están más relacionados con el incremento de mecanismos para evitar la pérdida de agua.
Description
Tesis presentada para optar al título de Bioquímico/a.
Keywords
Cambio Climático, Chenopodium quinoa, Amaranto, Biodiversidad