Identificación de genotipos de trigo con alta tolerancia a los estrés combinados de sal y encharcamiento utilizando conocimientos bioquímicos y morfo-fisiológicos en la etapa de plántula
Autores: Elhabashy, Saad; Zhang, Shuo; Qiu, Cheng-Wei; Shi, Shou-Heng; Holford, Paul; Wu, Feibo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Identificación de genotipos de trigo con alta tolerancia a los estrés combinados de sal y encharcamiento utilizando conocimientos bioquímicos y morfo-fisiológicos en la etapa de plántula
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Desarrollo
Variedades de cultivos
Salinidad
Tolerancia al encharcamiento
Genotipos de trigo
Tolerancia al estrés
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
Desarrollar variedades de cultivos con tolerancia combinada a la salinidad y al encharcamiento es esencial para la agricultura sostenible y la seguridad alimentaria en regiones afectadas por estos estrés. Este proceso requiere un método eficiente para evaluar rápida y precisamente la tolerancia de múltiples genotipos a estos estrés. Nuestro estudio examinó el uso de un ensayo en macetas en combinación con la evaluación de múltiples características para evaluar la tolerancia de 100 genotipos de trigo (L.) obtenidos de todo el mundo a estos estrés combinados. Los estrés se impusieron a las plantas utilizando 100 mM de NaCl y sumergiendo los sistemas radiculares de las plantas en sus soluciones de baño. Los datos recopilados fueron sometidos a un análisis de componentes principales (PCA), y se calculó una puntuación integrada (IS) para cada genotipo basada en múltiples características morfo-fisiológicas; la puntuación se utilizó para clasificar los genotipos con respecto a la tolerancia o susceptibilidad. Hubo diferencias significativas entre los 100 genotipos de trigo en términos de las reducciones relativas en sus parámetros de crecimiento y contenidos de clorofila, lo que sugiere una rica diversidad genética. Para evaluar la precisión de esta metodología y obtener información sobre las causas de la tolerancia o susceptibilidad, se seleccionaron los cinco genotipos más tolerantes (Misr4 (W85), Corack (W41), Kzyl-Sark (W94), Hofed (W57), BAW-1157 (W14)) y dos menos tolerantes (Livingstong (W60) y Sunvale (W73)) en función de su IS y análisis PCA. Estos genotipos se cultivaron luego hidropónicamente con y sin estrés de salinidad. Los datos de este segundo ensayo fueron nuevamente sometidos a PCA, y sus IS fueron calculadas; hubo un acuerdo razonable en la clasificación de los genotipos entre los dos ensayos. El genotipo más tolerante (W85; Misr4 de Egipto) y el genotipo más susceptible (W73; Sunvale de Australia) fueron examinados con más detalle en un tercer ensayo. Las plantas de Misr4 (W85) tenían menores relaciones Na/K, mayores actividades de superóxido dismutasa, peroxidasa, catalasa y peroxidasa de ascorbato, y mayores concentraciones de glutatión. Como resultado, las plantas de Misr4 (W85) tenían menores concentraciones de especies reactivas de oxígeno (HO y O) y malondialdehído que las de Sunvale (W73). Este estudio ofrece una metodología eficiente para la evaluación de múltiples fuentes de germoplasma para la tolerancia al estrés. También ha identificado germoplasma que puede ser utilizado para futuros trabajos de mejoramiento y para más investigaciones sobre los mecanismos de tolerancia y susceptibilidad a los estrés combinados de salinidad y encharcamiento.
Descripción
Desarrollar variedades de cultivos con tolerancia combinada a la salinidad y al encharcamiento es esencial para la agricultura sostenible y la seguridad alimentaria en regiones afectadas por estos estrés. Este proceso requiere un método eficiente para evaluar rápida y precisamente la tolerancia de múltiples genotipos a estos estrés. Nuestro estudio examinó el uso de un ensayo en macetas en combinación con la evaluación de múltiples características para evaluar la tolerancia de 100 genotipos de trigo (L.) obtenidos de todo el mundo a estos estrés combinados. Los estrés se impusieron a las plantas utilizando 100 mM de NaCl y sumergiendo los sistemas radiculares de las plantas en sus soluciones de baño. Los datos recopilados fueron sometidos a un análisis de componentes principales (PCA), y se calculó una puntuación integrada (IS) para cada genotipo basada en múltiples características morfo-fisiológicas; la puntuación se utilizó para clasificar los genotipos con respecto a la tolerancia o susceptibilidad. Hubo diferencias significativas entre los 100 genotipos de trigo en términos de las reducciones relativas en sus parámetros de crecimiento y contenidos de clorofila, lo que sugiere una rica diversidad genética. Para evaluar la precisión de esta metodología y obtener información sobre las causas de la tolerancia o susceptibilidad, se seleccionaron los cinco genotipos más tolerantes (Misr4 (W85), Corack (W41), Kzyl-Sark (W94), Hofed (W57), BAW-1157 (W14)) y dos menos tolerantes (Livingstong (W60) y Sunvale (W73)) en función de su IS y análisis PCA. Estos genotipos se cultivaron luego hidropónicamente con y sin estrés de salinidad. Los datos de este segundo ensayo fueron nuevamente sometidos a PCA, y sus IS fueron calculadas; hubo un acuerdo razonable en la clasificación de los genotipos entre los dos ensayos. El genotipo más tolerante (W85; Misr4 de Egipto) y el genotipo más susceptible (W73; Sunvale de Australia) fueron examinados con más detalle en un tercer ensayo. Las plantas de Misr4 (W85) tenían menores relaciones Na/K, mayores actividades de superóxido dismutasa, peroxidasa, catalasa y peroxidasa de ascorbato, y mayores concentraciones de glutatión. Como resultado, las plantas de Misr4 (W85) tenían menores concentraciones de especies reactivas de oxígeno (HO y O) y malondialdehído que las de Sunvale (W73). Este estudio ofrece una metodología eficiente para la evaluación de múltiples fuentes de germoplasma para la tolerancia al estrés. También ha identificado germoplasma que puede ser utilizado para futuros trabajos de mejoramiento y para más investigaciones sobre los mecanismos de tolerancia y susceptibilidad a los estrés combinados de salinidad y encharcamiento.