Respuesta al estrés en las plantas
ResumenEl entorno natural de las plantas está compuesto por un complejo conjunto de estreses abióticos y bióticos. Las respuestas de las plantas a estos estreses son igualmente complejas. Los enfoques de la biología de sistemas facilitan un enfoque multiobjetivo al permitir identificar los centros de regulación en redes complejas. La biología de sistemas toma las partes moleculares (transcripciones, proteínas y metabolitos) de un organismo e intenta encajarlas en redes funcionales o modelos diseñados para describir y predecir las actividades dinámicas de ese organismo en diferentes entornos. En esta revisión se resumen los avances de la investigación sobre las respuestas de las plantas al estrés abiótico, desde el nivel fisiológico hasta el molecular. Se destacan los nuevos conocimientos obtenidos a partir de la integración de conjuntos de datos ómicos. Se identifican las lagunas en nuestro conocimiento, proporcionando áreas de enfoque adicionales para la investigación de la mejora de los cultivos en el futuro.
Grant R Cramer.Información adicionalContribuciones de los autoresGRC contribuyó a todos los aspectos de este manuscrito. KU y KS contribuyó a la metabolómica y ABA secciones de señalización y la Figura 2. SD contribuyó a la introducción, ABA y las secciones de señalización de azúcar. MP contribuyó a la sección de análisis de series de tiempo. Todos los autores leyeron y aprobaron la versión final de este manuscrito.Archivos originales presentados por los autores para las imágenesA continuación se presentan los enlaces a los archivos originales presentados por los autores para las imágenes.Archivo original de los autores para la figura 1Archivo original de los autores para la figura 2Derechos y permisos
Estrés biótico en las plantas
Debido a su naturaleza sésil, las plantas tienen que enfrentarse a los estreses y desarrollar potentes tácticas de adaptación para evitar o tolerar sus efectos adversos y así sobrevivir y prosperar. Se han establecido numerosas defensas celulares, fisiológicas y morfológicas. La más aparente es la cutícula, un escudo universal de gran alcance (Shepherd y Wynne Griffiths, 2006; Yeats y Rose, 2013; Fich et al., 2016). También es impresionante que las recretohalófitas incluso hayan evolucionado un órgano especializado para excretar sal, como lo representa la glándula epidérmica de la sal de Limonium bicolor (Yuan et al., 2013, 2016a). Se ha avanzado enormemente en la comprensión de los mecanismos bioquímicos y moleculares que subyacen a las defensas, gracias a los enfoques de genética directa e inversa, así como a los análisis de todo el genoma llevados a cabo en varias especies modelo, como el modelo clásico Arabidopsis thaliana y su pariente extremófito Thellungiella salsuginea, que tiene una excepcional resistencia al estrés múltiple (Amtmann, 2009; Wang J.S. et al., 2017).
Definición de estrés vegetal
Este libro destaca algunos de los aspectos bioquímicos, fisiológicos y moleculares más importantes del estrés vegetal, junto con las últimas actualizaciones. Está dividido en 14 capítulos, escritos por eminentes expertos de todo el mundo, en los que se destacan los efectos del estrés vegetal (biótico y abiótico) sobre el aparato fotosintético, los metabolitos, la muerte celular programada, la germinación, etc. A su vez, también se analiza el papel de los elementos beneficiosos, la glutatión-S-transferasa, el fosfito y el óxido nítrico en la respuesta adaptativa de las plantas bajo estrés y como estimulador de un mejor rendimiento de la planta. Un capítulo dedicado a ello aborda los avances de la investigación en relación con el Capsicum, una planta de importancia comercial, y la tolerancia al estrés, desde la cría clásica hasta el reciente uso de tecnologías de secuenciación del transcriptoma y el genoma a gran escala. El libro también explora la importancia de los liliputienses del reino vegetal (briofitas) como biomonitores/bioindicadores, y los recursos bioinformáticos generales y especializados que pueden beneficiar a cualquiera que trabaje en el campo de la biología del estrés vegetal. Dada la información aquí recopilada, el libro ofrecerá una valiosa guía tanto para los estudiantes como para los investigadores de la biología molecular de las plantas y la fisiología del estrés.
El estrés abiótico en las plantas ppt
-Reducción del nivel de Cd en la raíz y las hojas en un 33 y 46,2%, respectivamente; mejora de la enzima de defensa antioxidante; expresión restringida de los genes asociados al transporte de metales [64]Si (0, 25, 50 y 100 mg/kg de suelo)T. aestivum L.Mejora de la altura de la plantaMejora de la clorofila; fotosíntesis; disminución del contenido de Cd en los tejidos; [64]ZnO (0, 50 y 100 mg L-1)
Reducción de la concentración de arsénico en la raíz y en el brote; mejora de la fotosíntesis, la pérdida de agua y el rendimiento fotoquímico; aumento de las enzimas de defensa antioxidante[66]Ti (0,1 a 0,25%) Vigna radiata L. Aumento de la longitud de la radícula y de la biomasa Disminución del nivel de ROS y de la peroxidación de los lípidos; aumento de los genes relacionados con las enzimas antioxidantes[67]Se y Si (5, 10 y 20 mg L-1)
-La aplicación de las NPs aumentó significativamente el contenido total de proteínas, las actividades de las enzimas antioxidantes (POD, CAT y SOD) y el peróxido de hidrógeno, mientras que redujo el contenido de prolina[88]Fe (0,0, 0,08 y 0,8 ppm)
La aplicación de NPs de Fe (en concentraciones más altas) aumentó el peso seco de la raíz y el peso seco de los explantes.Las NPs de Fe mejoraron los contenidos de pigmentos fotosintéticos y carbohidratos solubles totales, el índice de estabilidad de la membrana y el contenido relativo de agua de las plantas con estrés por salinidad.[89]N-Na2SiO3 (400 ppm)S. tuberosum L. La pulverización foliar de N-Na2SiO3 restauró el número de tubérculos por planta y el rendimiento de los mismos, junto con la mejora de la eficiencia en el uso del agua y el porcentaje de materia seca de los tubérculos bajo estrés por salinidad.