7/26/2019 46. El Magnesio-Nutriente Clave Contra El Estres Por Calor

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El Magnesio: Nutriente Clave Contra elEstrs por Calor

Introduccin

Los factores de estrs abitico, como la

sequa, las temperaturas extremas, el

exceso de luz, la salinidad y las deficiencias

de nutrientes, resultan en prdidas

significativas en la produccin de cultivos a

nivel mundial. Lo anterior debido a que

afectan el crecimiento y los procesos

fisiolgicos de la planta. El estrs por calor,

ocurre a menudo de manera conjunta con la

sequa y la alta intensidad de luz, y hoy en

da, es de particular importancia debido al

calentamiento global.

Estrs por calor en plantas

Entre los procesos ms sensibles al calor se

encuentran el transporte de electrones y los

procesos de fijacin de CO2. El funcionamiento de las cadenas de transporte de electrones puede sufrir

alteraciones como consecuencia del calor y originar especies oxidantes y/o reductoras, denominadas

especies reactivas de oxgeno (ROS), tales como el radical superxido, perxido de hidrgeno, radical

hidroxilo y oxgeno singlete.

Como causa del estrs por calor regularmente se genera un dao celular oxidativo, como resultado del

ataque de ROS en los pigmentos del cloroplasto y membranas. Los aumentos en la generacin de ROS y

el dao oxidativo a los cloroplastos, son muy comunes en plantas con deficiencias de nutrientes

minerales, especialmente bajo deficiencia de magnesio. Las plantas como respuesta a este tipo de estrs

incrementan los niveles de metabolitos antioxidantes y su actividad enzimtica.

La nutricin con magnesio bajo condiciones de estrs ambiental

La deficiencia de magnesio ocurre principalmente en suelos altamente erosionados, cidos y arenosos

con capacidad de intercambio catinico bajo, y tambin en sistemas de produccin intensivo.

Debido a que el magnesio es transportado principalmente por flujo de masas, condiciones de estrs

abitico, como la sequa y el calor, pueden inhibir severamente la absorcin de magnesio y agravar la

deficiencia.

Figura 1. Diversos estudios indican que el estrs por calor

ser ms frecuente, debido al calentamiento global.

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El amarillamiento en forma de clorosis intervenal en las

hojas viejas de la planta, es uno de los sntomas tpicos delestrs causado por la deficiencia de magnesio. Se conoce

que hasta el 35 % del total del Mg en las plantas est ligado

a los cloroplastos. Sin embargo, la presencia de los sntomas

de deficiencia son estimulados cuando las plantas estn

expuestas a alta intensidad de luz . Se considera que el dao

en las hojas de plantas deficientes y expuestas a alta

intensidad de luz, se debe a la mayor generacin de especies

de oxgeno altamente reactivas (muy nocivas) en los

cloroplastos, lo que inhibe la fijacin sinttica de CO 2.Tambin, el dao oxidativo en el tejido foliar puede ser ms

pronunciado cuando las plantas estn expuestas a estrs por

calor.

Para mitigar el dao oxidativo bajo deficiencia de magnesio,

las plantas elevan los niveles de antioxidantes como el

superxido dismutasa (SOD), el ascorbato peroxidasa (APX) y

la glutatin reductasa (GR).

Efectos del estrs por calor en plantas de trigo y maz

Para caracterizar los efectos del estrs por calor, se realiz un experimento donde se cultivaron plantas

de trigo y maz de tres semanas de edad, en solucin nutritiva con suministro bajo y adecuado de

magnesio.

Figura 2. La deficiencia de Mg causa

clorosis intervenal en hojas viejas.

(Fuente: Jezek et al., 2015).

Figura 3. Hojas de trigo y maz de 22 y 23 das de edad, respectivamente, cultivadas en

soluciones nutritivas con suministro adecuado y bajo de Mg, a diferentes temperaturas.

Fuente: Cakmak et al. 2013

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Como resultado, las plantas cultivadas con bajo suministro de magnesio mostraron hojas viejas con

clorosis intervenal en ambos cultivos. Las plantas de maz tambin desarrollaron una coloracin rojopurpura. Bajo estas condiciones, las concentraciones de clorofila se redujeron significativamente y las

plantas que fueron expuestas a estrs por calor se vieron an ms afectadas. Tambin la concentracin

de carbohidratos solubles disminuyo notablemente en hojas jvenes, mientras que las hojas viejas

mostraron una acumulacin significativa.

Los sntomas de deficiencia en amboscultivos fueron agravados cuando lasplantas fueron sometidas a estrs porcalor. Las plantas con evidente

deficiencia de magnesio sufrieron daoa una temperatura mayor y las plantascon nivel adecuado del nutrimento no

se vieron afectadas.

El crecimiento de las races con bajo

magnesio fue reducido, asociado a una

reduccin en el trasporte de

carbohidratos a estos rganos. De igual

forma se observ un efecto ms

pronunciado cuando las plantas

estuvieron expuestas a estrs por

calor.

Debido al papel tan fundamental del

magnesio en la utilizacin de energa

de la luz de la fotosntesis y de los

fotoasimilados en el crecimiento de las

plantas, la nutricin adecuada con

magnesio es esencial para laproduccin de cultivos, especialmente

bajo condiciones de estrs ambiental.

Figura 4. Cultivos de trigo y maz de 22 y 23 das de edad,

respectivamente, cultivadas en soluciones nutritivas consuministro adecuado y bajo de Mg, a diferentes temperaturas,

para evaluar el efecto de la nutricin de Mg sobre el estrs por

calor. Fuente: Cakmak et al., 2013 .

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Conclusin

Actualmente se estn discutiendo varias estrategias agronmicas y genticas para atenuar los efectos deestrs por calor, mismas que son ms pronunciadas cuando las plantas se exponen simultneamente a

bajo suministro de magnesio. Las plantas de maz y trigo que sufren deficiencia de magnesio son ms

susceptibles al estrs por calor, por lo que una nutricin adecuada con magnesio es esencial para mitigar

o disminuir estos daos. Es decir, el mantenimiento de una fuente suficiente de magnesio, puede ser

una estrategia nutricional eficaz para minimizar las prdidas relacionadas con el estrs por calor en la

produccin de cultivos.

Fuentes consultadas:

- Mengtay, Meli s; Ceylan, Yasemin; Kutman, mit Bari s; y, Cakmak, Is mail . 2013. Adequate magnesi um nutrition

mitigates adverse effects of heat stress on mai ze and wheat. Plant and soi l, Vol. 368, No. 1-2, 57-72 (SCI).- Cakmak, I. y A. M. Yazici. 2010. Magnesium: A Forgotten Element in Crop Production. Better Crops 94(2):23-25.