Estrés de la planta
Figura 2. Intersección de la defensa de la planta y la señalización de la luz. La secuencia de 1.000 pb aguas arriba de PR-1, PR-2, PR-3, PR-4 y PR-5 se obtuvo de TAIR10 (https://www.arabidopsis.org/). El análisis de los motivos se realizó mediante la base de datos PLACE (https://www.dna.affrc.go.jp/PLACE/?action=newplace) y la base de datos PlantCARE (http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/). Las estructuras de los motivos se dibujaron con el software Illustrator for Biological sequences (http://ibs.biocuckoo.org/).
Existen dos mecanismos que contribuyen a la regulación de las respuestas de defensa de las plantas durante las fluctuaciones oscuridad/luz: en primer lugar, la importancia energética de las reacciones químicas dependientes de la luz (depende de la capacidad del transporte fotosintético de electrones para producir ATP y poder reductor); y en segundo lugar, la percepción de la luz (condiciones de exposición a la sombra y R:FR) y la regulación de las vías de señalización descendentes dependientes de la luz (Roberts y Paul, 2006). Las siguientes subsecciones destacan ambos mecanismos con respecto a la fotosíntesis, la acumulación de ROS y la señalización de la luz.
Factores de estrés bióticos
Las condiciones naturales en las que crecen las plantas y los árboles no son uniformes ni están controladas. Muchos cambios o fluctuaciones, aunque sean temporales, pueden tener un impacto negativo y estresar a las plantas. Los factores que pueden provocar estrés pueden ser de dos tipos: abióticos o bióticos. El estrés puede tener graves repercusiones en varias fases del crecimiento de una planta y, en última instancia, en la productividad del cultivo.
El estrés debido a la luz suele producirse por la falta de ésta. La luz es necesaria para la germinación, el crecimiento, la floración, la fructificación y la correcta maduración, por lo que es importante que las plantas reciban la cantidad suficiente. En el caso de las plantas fotoperiódicas, incluso la duración de la luz puede ser importante. La cantidad de luz que reciben las plantas puede medirse en luxes con un luxómetro.
Las plantas se ven afectadas si la temperatura sube o baja por debajo del rango óptimo. Los árboles son más resistentes que las plantas anuales o bienales a las temperaturas severas, y las plántulas son el grupo más sensible. Tanto la temperatura ambiental como la del suelo son cruciales para el crecimiento de las plantas y se miden en grados Celsius o Fahrenheit.
Combinaciones de estrés abiótico y biótico
Uno de los estreses abióticos más importantes que afectan a las plantas es el estrés hídrico. Una planta necesita una cierta cantidad de agua para su supervivencia óptima; un exceso de agua (estrés por inundación) puede hacer que las células de la planta se hinchen y revienten; mientras que el estrés por sequía (muy poca agua) puede hacer que la planta se seque, una condición llamada desecación. Cualquiera de las dos condiciones puede ser mortal para la planta.
El estrés por temperatura también puede causar estragos en una planta. Como cualquier organismo vivo, una planta tiene un rango de temperatura óptimo en el que crece y rinde mejor. Si la temperatura es demasiado fría para la planta, puede provocar estrés por frío, también llamado estrés por enfriamiento. Las formas extremas de estrés por frío pueden provocar estrés por congelación. Las temperaturas frías pueden afectar a la cantidad y al ritmo de absorción de agua y nutrientes, lo que conduce a la desecación celular y a la inanición. En condiciones de frío extremo, los líquidos celulares pueden congelarse por completo, causando la muerte de la planta.
El calor también puede afectar negativamente a las plantas. El calor intenso puede provocar la ruptura de las proteínas de las células vegetales, un proceso llamado desnaturalización. Las paredes y membranas celulares también pueden “fundirse” bajo temperaturas extremadamente altas, y la permeabilidad de las membranas se ve afectada.
Efectos del estrés abiótico en las plantas: una perspectiva de biología de sistemas
El estrés biótico es el que se produce como resultado del daño causado a un organismo por otros organismos vivos, como bacterias, virus, hongos, parásitos, insectos beneficiosos y perjudiciales, malas hierbas y plantas cultivadas o autóctonas[1]. Es diferente del estrés abiótico, que es el impacto negativo de factores no vivos sobre los organismos, como la temperatura, la luz solar, el viento, la salinidad, las inundaciones y la sequía[2]. Los tipos de estrés biótico que se imponen a un organismo dependen del clima en el que vive, así como de la capacidad de la especie para resistir determinados estreses. El estrés biótico sigue siendo un término ampliamente definido y quienes lo estudian se enfrentan a muchos retos, como la mayor dificultad para controlar el estrés biótico en un contexto experimental en comparación con el estrés abiótico.
Los daños causados por estos diversos agentes vivos y no vivos pueden parecer muy similares[1]. Incluso con una observación minuciosa, el diagnóstico preciso puede ser difícil[1]. Por ejemplo, el pardeamiento de las hojas de un roble causado por el estrés de la sequía puede parecer similar al pardeamiento de las hojas causado por el marchitamiento del roble, una grave enfermedad vascular causada por un hongo, o el pardeamiento causado por la antracnosis, una enfermedad foliar bastante menor.