Tolerancia de Eucalyptus globulus (Labill) al estrés hídrico severode la fisiología a la genética

Resumen

Los investigación realizada durante el desarrollo de esta tesis se ha dividido en dos bloques fundamentales: en primer lugar un estudio dirigido para la caracterización fisiológica y molecular del estrés severo (-0,6 MPa) a corto plazo en plantas juveniles del clon comercial C14 de Eucalyptus globulus (Labill.) y posteriormente un estudio aplicado simulando un estrés hídrico a largo plazo en nueve clones diferentes de E. globulus en condiciones naturales. En el primer bloque, el desarrollo de un método de inducción del estrés rápido y controlado, ha permitido profundizar en las primeras etapas del estrés, desde el momento de la inducción hasta pasadas 72 h de estrés severo constante. Así, se ha obtenido información sobre la señalización química a larga distancia del estrés, de los procesos fisiológicos implicados en las respuestas de estas plantas y las dinámicas de expresión de genes afectados por el déficit hídrico, como son HDA6, PDR, CESA, NCED, STS-like y PX27. En un primer momento y antes del establecimiento de un estrés constante, tras iniciarse el descenso en la disponibilidad de agua y el potencial hídrico, se produce una alcalinización del pH del líquido xilemático de las raíces, seguida inmediatamente por un aumento en la concentración de ABA de manera secuencial en toda la planta: primero observamos un aumento del contenido en el xilema radical, posteriormente en el xilema de la parte aérea y finalmente en los tejidos apicales del tallo. Esta dinámica no solo se relaciona directamente con las modificaciones observadas en los parámetros fotosintéticos y estomáticos (Gs, E, y A), también se correlacionan significativamente con las medidas hídricas y de crecimiento. Los genes analizados en el estrés a corto plazo mostraron, por su parte, un comportamiento diferencial, sobre todo en la parte aérea, dividiéndose en dos grupos: el primero de ellos reunió a los genes funcionales o de síntesis (CESA, NCED, STS-like y PX27), que presentan una alteración del patrón de expresión en las plantas estresadas anterior al establecimiento del estrés constante y no mostraron relación directa con el contenido en ABA de las plantas. El segundo grupo está formado por genes coordinadores o reguladores de la respuesta (HDA6 y PDR). HDA6 está implicada en regulaciones epigenéticas vinculadas con cambios en los patrones de expresión génica. PDR influye en la coordinación temporal de la respuesta del ABA. Ambos genes mostraron una correlación causal con el contenido de esta hormona en el xilema, compartiendo su misma dinámica. La visión en conjunto de los resultados obtenidos en el estudio dirigido a corto plazo muestran el papel principal del pH y del ABA xilemático como señalizadores químicos del estrés hídrico severo, al menos en las primeras horas, afectando tanto a las respuestas fisiológicas como a las moleculares. En el segundo bloque se analiza el comportamiento de diferentes clones de E. globulus bajo una deficiencia hídrica severa a largo plazo. El estudio conjunto de todas las respuestas mostradas por los clones permitió definir un comportamiento diferencial pudiendo establecer dos grupos con respuestas homogéneas entre los miembros de cada uno de ellos: Clones ahorradores de agua (C14, C120, C405, C491 y C601), los cuales focalizan todas sus respuestas en el mantenimiento de agua en los tejidos, reduciendo su crecimiento y modificando su morfología foliar. Estos clones presentaron un ajuste osmótico menor y fueron incapaces de sobrevivir a capacidades de campo inferiores al 13 %. El otro grupo de clones (C46, C97, C222 y C371), denominados derrochadores de agua, mostró una gran adaptación osmótica, así como modificaciones en la actividad fotosintética que les permitió sobrevivir a capacidades de campo inferiores al 13 %, manteniendo una tasa de crecimiento mayor en comparación con el primer grupo. En este ensayo, en las fases finales del tratamiento impuesto, el ABA no parece ser la fuerza motriz de las modificaciones fisiológicas observadas en los diferentes clones. La metodología propuesta permite distinguir entre las diferentes estrategias desarrolladas por los clones, pese a que ambos grupos muestran respuestas dentro del rango fisiológico de la especie. Éstas se han podido agrupar en tres componentes principales, ¿Hídrico¿, ¿Pigmentos¿ y ¿Crecimiento¿, lo que abre la posibilidad de seleccionar los clones más adecuados en función de las condiciones ensayadas, así como reducir el número de variables a ensayar en futuros estudios.