La acción local de un aumento de presión induce señales eléctricas de hiperpolarización e influye en las reacciones de luz fotosintéticas en plantas de trigo
Autores: Yudina, Lyubov; Popova, Alyona; Zolin, Yuriy; Sukhova, Ekaterina; Sukhov, Vladimir
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
La acción local de un aumento de presión induce señales eléctricas de hiperpolarización e influye en las reacciones de luz fotosintéticas en plantas de trigo
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Estresores
Señales eléctricas
Fotosíntesis
Presión
Plantas
Inactivación fotosintética
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
Las señales eléctricas de larga distancia causadas por la acción local de estresores influyen en numerosos procesos fisiológicos en las plantas, incluyendo la fotosíntesis, y aumentan su tolerancia a la acción de factores adversos. Se han investigado principalmente las señales eléctricas de despolarización; sin embargo, mostramos anteriormente que las señales eléctricas de hiperpolarización (SEHs) pueden ser causadas por estresores moderados (por ejemplo, calentamiento local moderado) e inducir inactivación fotosintética. Hipotetizamos que las SEHs están relacionadas con los aumentos en la presión hidrostática inducidos por estresores en la zona de acción del estresor y la posterior propagación de una onda hidráulica. En el trabajo actual, probamos esta hipótesis a través de la investigación directa de señales eléctricas inducidas por la acción local de presión aumentada artificialmente y un análisis de los cambios fotosintéticos subsiguientes en las partes no irritadas de las plantas. Las señales eléctricas y los parámetros de las reacciones de luz fotosintéticas se investigaron en plantas de trigo. La acción local de la presión aumentada fue inducida por la acción de pesos sobre la hoja de trigo. Se utilizaron electrodos extracelulares para las mediciones de señales eléctricas. Se utilizó la imagenología de fluorescencia por modulación de amplitud de pulso para medir el rendimiento cuántico del fotosistema II y el apagado no fotoc químico de la fluorescencia de clorofila en las hojas de trigo. Se mostró que la acción local de la presión sobre la hoja de trigo inducía señales eléctricas cerca de la zona irritada: las SEHs fueron causadas por baja presión (10 kPa) y las señales de despolarización fueron inducidas por alta presión (100 kPa). La acción local de presión moderada (50 kPa) indujo señales eléctricas débiles cerca de la zona irritada; sin embargo, se observaron SEHs a medida que aumentaba la distancia desde esta zona. También se mostró que la acción local de esta presión moderada inducía la inactivación fotosintética (disminución del rendimiento cuántico del fotosistema II y aumento del apagado no fotoc químico de la fluorescencia de clorofila) en las partes no irritadas de las hojas de trigo. Así, nuestros resultados muestran que la acción local de la presión aumentada y, probablemente, la posterior propagación de la onda hidráulica inducen señales eléctricas (incluidas las SEHs) y la inactivación fotosintética en partes no irritadas de las plantas que son similares a las causadas por la acción local de estresores moderados (por ejemplo, calentamiento moderado). Esto significa que tanto las SEHs como las señales eléctricas de despolarización pueden tener un mecanismo hidráulico de propagación.
Descripción
Las señales eléctricas de larga distancia causadas por la acción local de estresores influyen en numerosos procesos fisiológicos en las plantas, incluyendo la fotosíntesis, y aumentan su tolerancia a la acción de factores adversos. Se han investigado principalmente las señales eléctricas de despolarización; sin embargo, mostramos anteriormente que las señales eléctricas de hiperpolarización (SEHs) pueden ser causadas por estresores moderados (por ejemplo, calentamiento local moderado) e inducir inactivación fotosintética. Hipotetizamos que las SEHs están relacionadas con los aumentos en la presión hidrostática inducidos por estresores en la zona de acción del estresor y la posterior propagación de una onda hidráulica. En el trabajo actual, probamos esta hipótesis a través de la investigación directa de señales eléctricas inducidas por la acción local de presión aumentada artificialmente y un análisis de los cambios fotosintéticos subsiguientes en las partes no irritadas de las plantas. Las señales eléctricas y los parámetros de las reacciones de luz fotosintéticas se investigaron en plantas de trigo. La acción local de la presión aumentada fue inducida por la acción de pesos sobre la hoja de trigo. Se utilizaron electrodos extracelulares para las mediciones de señales eléctricas. Se utilizó la imagenología de fluorescencia por modulación de amplitud de pulso para medir el rendimiento cuántico del fotosistema II y el apagado no fotoc químico de la fluorescencia de clorofila en las hojas de trigo. Se mostró que la acción local de la presión sobre la hoja de trigo inducía señales eléctricas cerca de la zona irritada: las SEHs fueron causadas por baja presión (10 kPa) y las señales de despolarización fueron inducidas por alta presión (100 kPa). La acción local de presión moderada (50 kPa) indujo señales eléctricas débiles cerca de la zona irritada; sin embargo, se observaron SEHs a medida que aumentaba la distancia desde esta zona. También se mostró que la acción local de esta presión moderada inducía la inactivación fotosintética (disminución del rendimiento cuántico del fotosistema II y aumento del apagado no fotoc químico de la fluorescencia de clorofila) en las partes no irritadas de las hojas de trigo. Así, nuestros resultados muestran que la acción local de la presión aumentada y, probablemente, la posterior propagación de la onda hidráulica inducen señales eléctricas (incluidas las SEHs) y la inactivación fotosintética en partes no irritadas de las plantas que son similares a las causadas por la acción local de estresores moderados (por ejemplo, calentamiento moderado). Esto significa que tanto las SEHs como las señales eléctricas de despolarización pueden tener un mecanismo hidráulico de propagación.