Fisiología de plántulas de Pinus leiophylla sometidas a estrés hídrico

Abstract

Pinus leiophylla Schiede ex Schlechtendal & Chamisso tiene amplia distribución en los bosques templados de México; sin embargo, sus poblaciones han sido reducidas o eliminadas por el cambio de uso de suelo o por la tala clandestina. Es considerada como una especie alternativa para los programas de reforestación y conservación de suelos dentro de su distribución natural, debido a su capacidad de establecerse y crecer en suelos pobres y pedregosos, y por presentar una relativa resistencia a sequía, heladas e incendios de baja intensidad. En el presente trabajo se realizó una prueba de progenie con plantas de cuatro familias de P. leiophylla, del huerto semillero del Colegio de Posgraduados, Montecillo, Edo. Méx., en condiciones de déficit hídrico progresivo y recuperación en invernadero. Con la finalidad de obtener un perfil fisiológico y determinar si existe una variación interfamiliar en respuesta al estrés hídrico durante el estadio de plántula, para la selección temprana de familias que posiblemente sean capaces de lidiar mejor con este factor de estrés en campo, se evaluó el potencial hídrico (Ψa) y osmótico (Ψo), la biomasa seca y sus asignación en la relación raíz / parte aérea, la concentración de peróxido de hidrógeno (H2O2), la actividad antioxidante de la enzima catalasa (CAT) y la fase rápida de la fluorescencia de la clorofila a mediante la prueba JIP, la banda-L a 100 μs, la banda-K a 300 μs y la curva de la fase OP. A los 26 días, cuando las plántulas alcanzaron un Ψa de -3.35 MPa el estrés hídrico provocó la marchitez permanente del 50% de ellas, la disminución del Ψo en 1.12 veces y en 12% la acumulación de biomasa de la parte aérea, así como un efecto variable para cada familia sobre la biomasa de la raíz y la r/pa; un aumento en 29% en el contenido de la especie reactiva de oxígeno (H2O2), y un decremento del 10% en la actividad CAT. Además, afectó los procesos asociados con las reacciones primarias de la fotosíntesis, provocando sobre todo el aumento de la disipación no fotoquímica de energía (DI0/RC y φD0 en 3.87 y 1.5 veces, respectivamente) y disminuyendo el índice de vitalidad PItotal (85%). La magnitud y velocidad del efecto del estrés hídrico progresivo y de los riegos de recuperación dependió de la familia de la que provienen. Las plántulas de la familia de San Juan Tetla, Pue. fueron las menos afectadas por el estrés hídrico aunque no tuvieron la mejor recuperación; mientras que las plántulas de la familia de Santa María Atepetzingo, Pue. tardaron más días en ser afectadas por la sequía que las demás, sin embargo, al final de la sequía ante el estrés extremo presentaron una afectación intermedia, además manifestaron la segunda mejor capacidad de recuperación; las plántulas de San Rafael, Edo. Méx. fueron las segundas menos afectadas por la sequía extrema y exhibieron la mejor capacidad de recuperación; y por último, las plántulas de la familia Tlalmanalco, Edo. Méx. fueron las más afectadas por el estrés hídrico y presentaron la menor capacidad de recuperación. _______________ ABSTRACT : Pinus leiophylla Schiede ex Schlechtendal & Chamisso is a species from temperate forests of Mexico with wide natural distribution, whose populations have been affected by the land use change or by illegal logging without sustainable management plans. It is considered as an alternative for the programs of reforestation and conservation of soils in its natural and potential distribution by its ability to settle and grow in poor and rocky soils and for presenting a relative resistance to drought, frosts and low-intensity fires. In this study a progeny test was performed in four families of P. leiophylla from a seed orchard at Colegio de Postgraduados, Montecillo, Tex. Mex., in terms of progressive water deficit and recovery in a greenhouse. In order to obtain a physiological profile we determine if there was an interfamiliar variation response to water stress at seedling stage, in aim to identify families who are possibly able to better cope with stress in the field. We assessed the leaf water (Ψw) and osmotic potential (Ψo), the biomass components and allocation, the concentration of hydrogen peroxide (H2O2), the antioxidant activity of the catalase enzyme (CAT), the rapid fluorescence transient of chlorophyll a, some parameters of the JIP-test, the L-band at 100 μs, the K-band at 300 μs, and the curve of the OP phase. After 26 days without watering, when seedlings achieved a Ψw of - 3.35 MPa stress caused permanent wilting of the 50% of them, the decrease in 1.12 folds of the Ψo, 12% in biomass accumulation of shoot, and a variable effect for each family on the root and the relation root to shoot ratio; an increase of 29% in the content of the reactive species of oxygen H2O2, and a decrease of 10% in CAT activity. Drought also affected processes associated with the primary light reactions of photosynthesis, causing mainly an increased dissipation of energy by non photochemical parameters (DI0/RC 3.87 and φD0 1.50 folds) and a decreased rate of plant vitality PI total (85%). The magnitude and speed of the effect of progressive water stress and the recovery depended on the family. The seedlings of the family of San Juan Tetla, Pue. were the least affected by water stress even though they did not have the most successful recovery; the seedlings of the family of Santa María Atepetzingo, Pue. took more days to be affected by the drought than the others, however at the end of the drought treament, extreme stress had an intermediate affectation and also expressed the second best recovery capacity; the seedlings of San Rafael, Edo. Mex. were the second least affected by extreme drought and exhibited better recovery capacity; and finally, seedlings of Tlalmanalco, Edo. family Mex. were the most affected by water stress and showed less recovery capacity.