Evaluación de las Respuestas Fisiológicas y Hormonales de Dos Genotipos de Arroz Distintos Bajo Altas Temperaturas
Autores: Qi, Xiaoyu; Jin, Weicai; Zhong, Wenhao; Han, Jiatong; Afzal, Muhammad; Yue, Qiang; Wang, Guoping; Jan, Mehmood
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Evaluación de las Respuestas Fisiológicas y Hormonales de Dos Genotipos de Arroz Distintos Bajo Altas Temperaturas
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Cambio climático
Productividad del arroz
Estrés por altas temperaturas
Respuestas fisiológicas
Respuestas bioquímicas
Genotipos de arroz
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
El cambio climático representa una amenaza importante para la productividad del arroz, particularmente debido al estrés por altas temperaturas durante la antésis, que impacta severamente el rendimiento del grano. Comprender las respuestas fisiológicas y bioquímicas de diferentes genotipos de arroz al estrés por altas temperaturas es fundamental para la creación de variedades resilientes. En este estudio, evaluamos dos genotipos de arroz contrastantes, el tolerante al calor-1 (HTR-1) y el sensible al calor (HTS-5), para confirmar los mecanismos fisiológicos y hormonales previamente establecidos asociados con la tolerancia a altas temperaturas. El estudio evaluó marcadores morfológicos, fisiológicos y bioquímicos en la etapa de antésis bajo condiciones de control (29/24 grados C) y estrés por altas temperaturas (38 grados C durante seis horas). Nuestros resultados confirmaron que HTR-1 exhibe una tolerancia superior a través de una mejor actividad de enzimas antioxidantes, mayor dehiscencia de anteras y menor daño oxidativo. El genotipo HTS-5 mostró un aumento sustancial en los niveles de peróxido de hidrógeno (1.9 veces) y malondialdehído (1.74 veces), acompañado de la reducción de la actividad de las enzimas antioxidantes. Además, el alto nivel de transcripción de APX citosólica, APX peroxisomal y se confirmó una alta actividad antioxidante en HTR-1. Además, los niveles de GA e IAA se redujeron en ambos genotipos, mientras que la concentración de ABA aumentó significativamente en las anteras de HTS-5 en comparación con las de HTR-1. Esto sugiere que una mayor producción de ABA, junto con un mayor nivel de especies reactivas de oxígeno (ROS) en las anteras, podría llevar a la esterilidad en el arroz bajo escenarios de altas temperaturas. Estos hallazgos confirmaron a HTR-1 como un recurso genético prometedor para la creación de arroz tolerante al calor, validando los mecanismos fisiológicos y bioquímicos de la resiliencia a altas temperaturas. Este estudio también proporciona información práctica para seleccionar genotipos adecuados para mejorar la producción de arroz ante los desafíos del cambio climático.
Descripción
El cambio climático representa una amenaza importante para la productividad del arroz, particularmente debido al estrés por altas temperaturas durante la antésis, que impacta severamente el rendimiento del grano. Comprender las respuestas fisiológicas y bioquímicas de diferentes genotipos de arroz al estrés por altas temperaturas es fundamental para la creación de variedades resilientes. En este estudio, evaluamos dos genotipos de arroz contrastantes, el tolerante al calor-1 (HTR-1) y el sensible al calor (HTS-5), para confirmar los mecanismos fisiológicos y hormonales previamente establecidos asociados con la tolerancia a altas temperaturas. El estudio evaluó marcadores morfológicos, fisiológicos y bioquímicos en la etapa de antésis bajo condiciones de control (29/24 grados C) y estrés por altas temperaturas (38 grados C durante seis horas). Nuestros resultados confirmaron que HTR-1 exhibe una tolerancia superior a través de una mejor actividad de enzimas antioxidantes, mayor dehiscencia de anteras y menor daño oxidativo. El genotipo HTS-5 mostró un aumento sustancial en los niveles de peróxido de hidrógeno (1.9 veces) y malondialdehído (1.74 veces), acompañado de la reducción de la actividad de las enzimas antioxidantes. Además, el alto nivel de transcripción de APX citosólica, APX peroxisomal y se confirmó una alta actividad antioxidante en HTR-1. Además, los niveles de GA e IAA se redujeron en ambos genotipos, mientras que la concentración de ABA aumentó significativamente en las anteras de HTS-5 en comparación con las de HTR-1. Esto sugiere que una mayor producción de ABA, junto con un mayor nivel de especies reactivas de oxígeno (ROS) en las anteras, podría llevar a la esterilidad en el arroz bajo escenarios de altas temperaturas. Estos hallazgos confirmaron a HTR-1 como un recurso genético prometedor para la creación de arroz tolerante al calor, validando los mecanismos fisiológicos y bioquímicos de la resiliencia a altas temperaturas. Este estudio también proporciona información práctica para seleccionar genotipos adecuados para mejorar la producción de arroz ante los desafíos del cambio climático.