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El 2,4-Epibrassinolide exógeno alivia el estrés alcalino en el pepino al modular el rendimiento fotosintético

Autores: Nie, Wenjing; He, Qinghai; Ma, Jinzhao; Guo, Hongen; Shi, Qinghua

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

El 2,4-Epibrassinolide exógeno alivia el estrés alcalino en el pepino al modular el rendimiento fotosintético


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Botánica

Palabras clave

Brassinosteroides
Fotosíntesis
Estrés alcalino
Sistema antioxidante
Ciclo de Calvin
Estrés de NaHCO

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 7

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los brassinosteroides (BRs) son reconocidos por su capacidad para mejorar la tolerancia de las plantas a la sal. Si bien se ha investigado considerablemente sus efectos bajo condiciones de sal neutra, los mecanismos a través de los cuales los BRs regulan la fotosíntesis bajo estrés salino alcalino son menos comprendidos. Este estudio investiga estos mecanismos, examinando el crecimiento de las plantas, el transporte de electrones fotosintéticos, los parámetros de intercambio de gases, la dinámica del ciclo de Calvin y la expresión de genes clave antioxidantes y del ciclo de Calvin bajo condiciones de estrés alcalino inducidas por NaHCO. Los hallazgos indican que el estrés por NaHCO perjudica sustancialmente el crecimiento y la fotosíntesis del pepino, reduciendo significativamente el contenido de clorofila, la tasa fotosintética neta (Pn), la conductancia estomática (Gs), la tasa de transpiración (E), la eficiencia fotochemical máxima (Fv/Fm), la eficiencia fotochemical actual (PSII), la eficiencia de conversión de antenas (Fv/Fm) y el coeficiente de quenching fotochemical (qP). Esta interrupción sugiere una severa desregulación del sistema de transporte de electrones fotosintéticos, perjudicando la transferencia de electrones del fotosistema II (PSII) al fotosistema I (PSI) y posteriormente al ciclo de Calvin. La aplicación de 24-epibrassinolida (EBR) exógena alivió estos efectos, reduciendo la clorosis foliar y la inhibición del crecimiento y mejorando significativamente la expresión de genes clave dentro del sistema antioxidante (ciclo AsA-GSH) y del ciclo de Calvin. Esta intervención también condujo a una reducción en la acumulación de especies reactivas de oxígeno (ROS) y mejoró el rendimiento fotosintético, como lo evidencian las mejoras en Pn, Gs, E, Fv/Fm, PSII, Fv/Fm y qP. Además, el estrés por NaHCO obstaculizó la síntesis de clorofila, principalmente al bloquear la conversión de porfobilinógeno (PBG) a uroporfirinógeno III (UroIII) y al aumentar la actividad de clorofilasa (Chlase) y disminuir la actividad de porfobilinógeno deaminasa (PBGD). El EBR exógeno contrarrestó estos efectos al aumentar la actividad de PBGD y reducir la actividad de Chlase, aumentando así el contenido de clorofila bajo condiciones de estrés. En resumen, el EBR mitigó notablemente los efectos adversos del estrés alcalino en la fotosíntesis de las hojas de pepino al estabilizar el sistema de transporte de electrones fotosintéticos, acelerar el transporte de electrones fotosintéticos y promover el ciclo de Calvin. Este estudio proporciona valiosas perspectivas sobre los roles regulatorios de los BRs en la mejora de la resiliencia de las plantas al estrés alcalino.

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