Episodios de alta temperatura y déficit hídrico en soja: cinética de acumulación de componentes químicos del grano y biosíntesis de tocoferoles

• Autores: Veas, Rodolfo Ezequiel Andrés
• Año de publicación: 2023
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Carrera, Constanza Soledad; Lascano, Hernán Ramiro
• Materia: Grano de soja; Soja no transgénicos; Alim5.09; Biología; NATURAL SCIENCES
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Fil: Veas, Rodolfo Ezequiel Andrés. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.
La soja [Glycine max (L.) Merr.], abastece más del 59% de la demanda global de proteína (Pr) y aceite (Ac) vegetal. El cultivo se realiza mayoritariamente bajo secano y suele atravesar eventos de alta temperatura y/o déficit hídrico, impactando negativamente en el rendimiento y calidad del grano. El objetivo general de esta tesis fue analizar el impacto de episodios de altas temperaturas y estrés hídrico sobre la dinámica de acumulación de los componentes industriales y la calidad final del grano de soja, la biosíntesis de tocoferoles, removilización aparente de reservas y el funcionamiento de la fuente fotosintética. Se realizaron dos experimentos a campo con dos genotipos de soja no transgénicos contrastantes en Pr en grano: Alim5.09 (42%) y Jocketta (37%). Se utilizó un diseño experimental en parcelas sub-subdivididas con dos repeticiones, generando cuatro tratamientos: control (riego bajo temperatura ambiente), estrés térmico (ET) (episodios con temperaturas >32ºC; 6h alrededor del mediodía, 15 días desde el inicio del llenado de grano (LLG)), estrés hídrico (EH) (contenido de agua útil en el suelo ~25% todo el LLG) y ET×EH. Se condujo un tercer experimento en invernadero utilizando Alim5.09 expuesto a los mencionados tratamientos. Respecto al control, el ET individual no produjo modificaciones en el peso de grano (PG) ni en la composición química del mismo. Esta respuesta se relacionó con mecanismos que permitieron mantener la fuente fotosintética y la producción de asimilados luego de finalizado el ET. El EH solo o combinado con ET redujo el PG en ambos genotipos (~18%) tanto a nivel de planta como de estratos. Estas reducciones se relacionaron con la tasa de crecimiento del grano, y no así con la duración del llenado de grano. El EH y/o ET×EH redujeron el contenido (Cont) de Pr, Ac y fracción residual (Res) debido a una menor tasa de acumulación de estos compuestos, más que a una reducción en la duración de su acumulación. La concentración (Conc) de Pr y Res disminuyó (4% y 1%, respectivamente). Estas caídas se asociaron a una menor radiación fotosintéticamente activa interceptada y acumulada durante el LLG y a una menor relación fuente destino. Aunque la Conc Ac se mantuvo o incrementó levemente, su composición cambió significativamente, incrementándose el ácido oleico (Ol) y disminuyendo los ácidos linoleico (Li) y linolénico (Ln), aumentando la relación Ol/Ln. También aumentó la concentración de alfa tocoferol (AT) y disminuyó delta tocoferol (DT), sin cambios en los tocoferoles totales. Los aumentos en estas variables estuvieron asociados a incrementos de la temperatura del canopeo (TC). A través de los tratamientos, los granos provenientes del estrato superior del canopeo mostraron mayor PG, Conc Pr, menor Conc Res, Li y Ln en comparación con los del estrato inferior. Alim5.09, presentó mayor PG y por ende un mayor Cont Pr, Ac y Res, así como una mayor Conc Pr, AT y beta tocoferol (BT) en comparación con Jocketta, características que, en general, se mantuvieron a través de los experimentos y tratamientos. La biosíntesis de tocoferoles presentó una dinámica temporal a lo largo del LLG, con mayor acumulación de DT entre R5.5 y R6, mientras que AT, BT y gamma tocoferol (GT) se acumularon mayormente entre R7 y R8. El aumento de AT ante ET, EH y ET×EH se relacionó con el aumento en los niveles de expresión de los genes TMT que codifican para la enzima que interviene en la conversión de GT en AT. El aumento de AT se relacionó con incremento de la TC asociado a reducciones del contenido relativo de agua de las hojas y de la fotosíntesis. Este trabajo proporciona información relevante y novedosa sobre el impacto del ET, EH y ET×EH en la calidad final del grano de soja como así también en la dinámica de acumulación de los distintos componentes que la determinan, aspecto escasamente explorado en la bibliografía. A través de una aproximación bioquímica-ecofisiológica, se integran escalas de estudio a nivel de órgano, planta y cultivo. Los resultados sobre tocoferoles, permitieron asociar sus concentraciones con cambios en los niveles de expresión génica a lo largo del LLG. La información obtenida puede ser potencialmente utilizada en mejoramiento genético, a fin de seleccionar plantas cuyos granos presenten características diferenciales de calidad química, como así también para el desarrollo de estrategias de manejo ante condiciones de estrés abiótico, lo cual resulta clave para la agricultura y la industria de alimentos.
Fil: Veas, Rodolfo Ezequiel Andrés. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.