Efecto del estrés térmico por altas temperaturas durante floración e inicio de llenado de granos en diferentes genotipos de arroz (Oryza Sativa l.)

Abstract

El calentamiento global se ha convertido en uno de los problemas más complejos que afectan a la producción agrícola. El cambio climático global ha generado un incremento de la temperatura del aire de 0,5 °C en el siglo XX (Maraseni et al., 2009). Masuduzzaman et al (2016) mencionan que las emisiones globales de dióxido de carbono, causado por las actividades humanas, alcanzó un récord en 2011 y es probable un aumento significativo en los años siguientes, favoreciendo así al aumento de la temperatura del aire a nivel global. El informe de síntesis sobre cambio climático 2014, generado por el Grupo Intergubernamental de expertos sobre cambio climático (IPCC) indica que, durante este siglo, es muy factible que la temperatura de la superficie global aumente de 1,1 a 2,9 °C y de 2,4°C a 6,4°C para escenarios con emisiones de dióxido de carbono bajas y altas, respectivamente (IPCC, 2014). Khan et al. (2019) indican que el aumento de la temperatura reduciría la producción de arroz cerca de un 40% a finales del siglo XXI. Del mismo modo, Peng et al. (2004), sostienen grandes pérdidas de rendimiento de arroz en respuesta al incremento en la temperatura diurna y nocturna, las cuales aumentaran en frecuencia y severidad. El estrés por calor se puede definir como un conjunto de daños irreversibles en el metabolismo, que genera cambios en el crecimiento y desarrollo de las plantas, causado por las altas temperaturas. Estas temperaturas generan cambios anatómicos, morfológicos y funcionales en las plantas, algunos similares a los producidos por el estrés hídrico, tales como: reducción del tamaño de las células, reducida conductancia estomática y cierre de estomas, cambios en la permeabilidad de las membranas, incrementos de la densidad de estomas y tricomas, y vasos del xilema de mayor tamaño (ChavesBarrantes et al., 2017). En arroz, las altas temperaturas del aire en floración inducen a la deficiente dehiscencia de las anteras con escaso desprendimiento del polen, resultando en un aumento de la esterilidad (Matsui et al., 2002). Durante llenado de granos, las altas temperaturas alteran la removilización de fotoasimilados, acortan la duración de este período, reduciendo de este modo el rendimiento y calidad del grano (Kim et al., 2011). La resistencia al calor de una planta se puede clasificar en evitación, escape y tolerancia. En el mecanismo de escape, la planta intenta completar su período reproductivo antes del inicio del estrés. En el caso de evitación, la planta mantiene un alto estado hídrico al reducir el área foliar, cerrando las estomas. Así también, otros mecanismos de evitación son la emergencia de la panoja y de antesis por la mañana en condiciones menos estresantes, cobertura de la panoja que permita reducir la tasa de evaporación de las anteras, hojas superiores largas y erectas que protejan la panoja de condiciones de temperatura elevada. La capacidad de tolerancia de una planta al calor, es su capacidad de mostrar un normal crecimiento y mantener los niveles productivos en condiciones de alta temperatura. El mantenimiento de una alta tasa fotosintética ante un estrés térmico se correlaciona positivamente con la tolerancia al calor (Cao et al., 2003). Chaves-Barrantes et al. (2017) mencionan que existen otros mecanismos de tolerancia que incluyen alteraciones en la composición lipídica de las membranas, producción de antioxidantes, la acumulación de osmolitos compatibles y pigmentos. La presencia de estomas abiertos en condiciones de alta temperatura, permiten mantener una mayor conductancia estomática, indicando que las tasas de fotosíntesis y transpiración son potencialmente más altas. Existe escasa información disponible sobre características de evitación y mecanismos de tolerancia al estrés térmico en arroz. Se considera muy importante poder identificar fuentes de tolerancia a estas condiciones de altas temperaturas. El objetivo del trabajo corresponde a identificar caracteres asociados a una mayor tolerancia a estrés térmico por altas temperaturas durante floración e inicio de llenado de granos.