Impacto Diferencial de la Aplicación Foliar de SiO en la Respuesta de la Lechuga a la Temperatura, Salinidad y Estrés por Sequía
Autores: Simko, Ivan; Zhao, Rebecca; Peng, Hui
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Impacto Diferencial de la Aplicación Foliar de SiO en la Respuesta de la Lechuga a la Temperatura, Salinidad y Estrés por Sequía
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Dióxido de silicio
Aplicación foliar
Resiliencia de la lechuga
Estrés por salinidad
Condiciones de sequía
Tratamiento con silicio
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 11
Citaciones: Sin citaciones
La aplicación foliar de dióxido de silicio (SiO) ofrece una estrategia prometedora para mejorar la resiliencia de la lechuga (L.) bajo extremos de temperatura, salinidad y estrés por sequía. Este estudio investigó los efectos del tratamiento con SiO en tres cultivares de lechuga expuestos a diferentes condiciones de temperatura, salinidad y sequía en un ambiente controlado de cámara de crecimiento. El tratamiento con silicio (3.66 mM) mejoró significativamente la biomasa de las plantas bajo condiciones subóptimas (15 grados C), óptimas (20 grados C) y de estrés por salinidad. Notablemente, el efecto del SiO fue más positivo bajo estrés severo por salinidad (100 mM NaCl), donde su aplicación aumentó el peso de la planta junto con el contenido de clorofila y antocianinas. Al probar concentraciones crecientes de SiO de 0 a 29.30 mM, se observaron consistentemente resultados óptimos para aliviar el estrés severo por salinidad a 3.66 mM, con un rendimiento máximo en peso fresco, diámetro de la planta, clorofila y contenido de antocianinas. Concentraciones más altas de SiO disminuyeron progresivamente estos efectos beneficiosos, siendo el tratamiento de 29.30 mM responsable de un crecimiento reducido y un aumento de la clorosis foliar. Un análisis exhaustivo de la composición mineral reveló interacciones complejas entre el tratamiento con silicio y los perfiles elementales bajo estrés por salinidad de 100 mM. A 3.66 mM de SiO, las plantas acumularon los niveles más altos de K (20,406 mg/kg de peso seco, PS) y Na (16,185 mg/kg PS) mientras mantenían la mayor relación K/Na (1.26). Esto sugiere que el Si mejora la compartimentalización de iones celulares en lugar de los mecanismos de exclusión, permitiendo a las plantas manejar mejor un mayor contenido total de iones mientras minimizan el daño citoplasmático. Las condiciones de estrés por sequía revelaron inesperadamente impactos negativos de la aplicación de 3.66 mM de SiO, con una disminución del peso fresco de la planta en limitaciones de agua moderadas (50% de contenido de agua en el suelo, CAS) y severas (30% de CAS), aunque los resultados fueron estadísticamente significativos solo bajo estrés severo por sequía. El estudio destaca el potencial del silicio como un agente de mitigación del estrés, particularmente bajo estrés por salinidad, al tiempo que enfatiza la necesidad de enfoques específicos según la concentración y el tipo de estrés. Estos hallazgos sugieren que la aplicación foliar de SiO podría ser una herramienta valiosa para mejorar la productividad del cultivo de lechuga tanto en condiciones óptimas como desafiantes, con investigaciones futuras que justifiquen la validación en campo y evaluaciones completas de madurez en el mercado.
Descripción
La aplicación foliar de dióxido de silicio (SiO) ofrece una estrategia prometedora para mejorar la resiliencia de la lechuga (L.) bajo extremos de temperatura, salinidad y estrés por sequía. Este estudio investigó los efectos del tratamiento con SiO en tres cultivares de lechuga expuestos a diferentes condiciones de temperatura, salinidad y sequía en un ambiente controlado de cámara de crecimiento. El tratamiento con silicio (3.66 mM) mejoró significativamente la biomasa de las plantas bajo condiciones subóptimas (15 grados C), óptimas (20 grados C) y de estrés por salinidad. Notablemente, el efecto del SiO fue más positivo bajo estrés severo por salinidad (100 mM NaCl), donde su aplicación aumentó el peso de la planta junto con el contenido de clorofila y antocianinas. Al probar concentraciones crecientes de SiO de 0 a 29.30 mM, se observaron consistentemente resultados óptimos para aliviar el estrés severo por salinidad a 3.66 mM, con un rendimiento máximo en peso fresco, diámetro de la planta, clorofila y contenido de antocianinas. Concentraciones más altas de SiO disminuyeron progresivamente estos efectos beneficiosos, siendo el tratamiento de 29.30 mM responsable de un crecimiento reducido y un aumento de la clorosis foliar. Un análisis exhaustivo de la composición mineral reveló interacciones complejas entre el tratamiento con silicio y los perfiles elementales bajo estrés por salinidad de 100 mM. A 3.66 mM de SiO, las plantas acumularon los niveles más altos de K (20,406 mg/kg de peso seco, PS) y Na (16,185 mg/kg PS) mientras mantenían la mayor relación K/Na (1.26). Esto sugiere que el Si mejora la compartimentalización de iones celulares en lugar de los mecanismos de exclusión, permitiendo a las plantas manejar mejor un mayor contenido total de iones mientras minimizan el daño citoplasmático. Las condiciones de estrés por sequía revelaron inesperadamente impactos negativos de la aplicación de 3.66 mM de SiO, con una disminución del peso fresco de la planta en limitaciones de agua moderadas (50% de contenido de agua en el suelo, CAS) y severas (30% de CAS), aunque los resultados fueron estadísticamente significativos solo bajo estrés severo por sequía. El estudio destaca el potencial del silicio como un agente de mitigación del estrés, particularmente bajo estrés por salinidad, al tiempo que enfatiza la necesidad de enfoques específicos según la concentración y el tipo de estrés. Estos hallazgos sugieren que la aplicación foliar de SiO podría ser una herramienta valiosa para mejorar la productividad del cultivo de lechuga tanto en condiciones óptimas como desafiantes, con investigaciones futuras que justifiquen la validación en campo y evaluaciones completas de madurez en el mercado.