Bases fisiológicas de la respuesta diferencial al NaCl entre genotipos de frijol yorimón [Vigna unguiculata (L.) Walp.]

Abstract

El presente trabajo de investigación contiene estudios en los cuales se comparó la respuesta diferencial a la salinidad en las etapas de germinación, emergencia, establecimiento y crecimiento de plántulas y en el crecimiento vegetativo inicial de genotipos de frijol yorimón estresados bajo condiciones de laboratorio, cámara de crecimiento e invernadero. Para determinar la respuesta en cada una de las etapas de crecimiento seleccionadas, los diversos genotipos fueron expuestos a estrés salino mediante la adición de NaCl y se utilizaron como criterios comparativos la medición de: (A) variables morfológicas: 1) longitud, peso fresco y seco de la parte aérea, 2) longitud, peso fresco y seco de las raíces, 3) área foliar, 4) número de hojas trifoliadas y 5) biomasa total; (B) índices como: 1) tasa y porcentaje de germinación, 2) tasa y porcentaje de emergencia, 3) relación raíz / parte aérea en peso seco, 4) relación raíz / parte aérea en longitud, 5) índice de sobrevivencia; (C) parámetros fisicotécnicos: 1) tasa de asimilación neta, 2) tasa de crecimiento del cultivo, 3) tasa de crecimiento relativo, 4) transpiración, 5) conductividad estomática, 6) temperatura foliar, 7) contenido de clorofila, 8) suculencia, 9) contenido relativo de agua y 10) potencial hídrico; (D) contenido iónico: 1) absorción y distribución de Na+, Cl-, Ca2+, Mg2+, K+, P y N en los diferentes órganos de la planta. Los resultados obtenidos en las etapas de germinación y emergencia muestran que tanto la tasa como el porcentaje de germinación y emergencia se afectaron por la salinidad y que al igual que el área foliar, tamaño y producción de biomasa de los genotipos evaluados disminuyeron conforme se incrementó la concentración de NaCl en el medio de cultivo. Asimismo, se encontró que existe una gran variabilidad genética entre genotipos para tolerar la salinidad durante estas etapas y debido a que muchas especies responden diferencialmente al estrés salino de acuerdo con la edad de las plantas, el material genético fue tamizado, seleccionado y clasificado para evaluar su comportamiento en las etapas posteriores del desarrollo Cuando los genotipos se evaluaron bajo condiciones controladas y en altas concentraciones salinas en su etapa inicial del crecimiento, se encontró que las variables: altura de planta, área foliar, peso fresco, peso seco, longitud de masa de raíces, número de hojas trifoliadas y biomasa total de las plantas, disminuyeron por efecto de la salinidad. En esta etapa, los genotipos clasificados como sensibles a la salinidad presentaron concentraciones mayores de Na+ y Cl- en la parte aérea, mientras que los más tolerantes presentaron concentraciones más bajas. La reducción del transporte de Na+ y Cl- al follaje por parte de los genotipos tolerantes fue causado por una mayor selectividad de las membranas a la entrada de iones tóxicos y/o una mayor capacidad de retención de iones en las raíces, por lo que se considera que estos genotipos emplean estas estrategias para excluir Na+ y Cl- de la parte aérea y de esta manera mantener niveles bajos de sales en las hojas. Adicionalmente, las relaciones K+/Na+ y Ca2+/Na+ se consideraron buenos indicadores de la tolerancia a la salinidad, ya que los genotipos tolerantes mantuvieron valores altos en ambas relaciones, mientras que en los genotipos clasificados como intermedios y sensibles al estrés salino se encontraron valores bajos. Los genotipos clasificados como tolerantes a la salinidad en germinación también se clasificaron como tolerantes en emergencia, sin embargo, al someter a estrés salino este material en etapas más avanzadas del crecimiento, no se encontraron resultados que permitieran una clasificación similar a la efectuada en etapas anteriores, por lo que se sugiere que la tolerancia a la salinidad en frijol yorimón difiere con la edad. Las plantas tienden a ser más sensibles a la salinidad durante las etapas iniciales de su crecimiento vegetativo y la resistencia se va incrementando conforme van madurando. El método de selección de genotipos de frijol yorimón para tolerancia a salinidad basado en la sobrevivenvia de plántulas, se considera efectivo y en los genotipos clasificados como tolerantes mediante este procedimiento también se encontró que su tolerancia estuvo relacionada a una menor absorción y concentración de iones tóxicos (Na+ y Cl-) en la parte aérea, mayor producción de biomasa y una reducción en la pérdida excesiva de agua al mantener potenciales hídricos y tasas de transpiración bajas en altas concentraciones salinas. Con estos trabajos se establece que en las etapas de germinación y emergencia, el retraso y la disminución de estos procesos fisiológicos por la salinidad se debe a un efecto osmótico más que aun efecto iónico, mientras que conforme las plantas alcanzan etapas vegetativas más avanzadas y adquieren mayor madurez, la selectividad de las membranas a los iones tóxicos se incrementa y con esto se previene la absorción y movimiento de iones como el Na+ y el Cl-, proporcionándoles mayor tolerancia a la salinidad. Por otro lado, es recomendable seleccionar genotipos que bajo condiciones salinas manifiesten altas tasas de crecimiento, mismos que deberán presentar una mayor producción de biomasa, característica que les permitirá diluir más efectivamente las concentraciones de Na+ y Cl- en sus órganos, particularmente en las hojas. En conclusión, los experimentos en etapas de germinación y emergencia, permitieron tamizar genotipos emparentados y seleccionar genotipos como fuente de germoplasma de manera sencilla y rápida. Sin embargo, con la evaluación de este material genético realizada en etapas más avanzadas del crecimiento, se logró seleccionar y clasificar genotipos con características morfo-fisiológicas deseables para tolerar salinidad que puedan ser manifestadas mediante mejoramiento genético para la obtención de cultivares con un mayor grado de tolerancia al estrés salino.