Cultivos para el cambio climático: selección y caracterización de variedades de judía (Phaseolusvulgaris L.) y Phaseolus lunatus tolerantes a la sequía y salinidad

Abstract

[ES] Durante siglos de cultivo en la Península Ibérica después de su introducción en el siglo XVI, las judías se adaptaron a nuevos entornos, evolucionando numerosas variedades locales. Se evaluaron cultivares españoles locales de Phaseolus lunatus (frijol lima) y su resistencia a la salinidad, en dónde se expusieron las plantas a varios tratamientos de sal, con el fin de evaluar el efecto de la salinidad en el crecimiento y el rendimiento del cultivo. Se observó que el estrés salino redujo el peso fresco de los órganos aéreos, lo que permitió clasificar los cuatro genotipos según su tolerancia a la salinidad. la prolina aumentó en todos los cultivares, más notablemente en el cv. VPH-79, con las concentraciones absolutas más altas registradas en los cultivares más tolerantes a la sal. Estos hallazgos indican que P. lunatus es moderadamente tolerante a la sal y que sus principales mecanismos para adaptarse al estrés salino son el mantenimiento de altas concentraciones de K+ y la acumulación de prolina en las hojas. Por otra parte, se analizaron en invernadero 24 genotipos locales de P. vulgaris de España durante dos temporadas consecutivas. De cada genotipo, se cultivaron cinco plantas y se caracterizaron (17 rasgos cuantitativos y 15 cualitativos) utilizando los descriptores del IBPGR. Los resultados obtenidos indican una alta variabilidad para la mayoría de los rasgos, especialmente los relacionados con el rendimiento y sus componentes. Además, se analizaron las respuestas a los tratamientos por déficit hídrico y estrés salino, en cuanto a inhibición del crecimiento y contenido de prolina foliar (Pro), en 47 genotipos de Phaseolus vulgaris de diferentes orígenes. Para la mayoría de las variables de crecimiento analizadas y Pro, los efectos del cultivo, el tratamiento y sus interacciones fueron altamente significativos (p<0.001); los rasgos morfológicos de las raíces, el diámetro del tallo y el número de hojas se debieron principalmente a una variación incontrolada, mientras que la variación del peso fresco y el contenido de agua de los tallos y las hojas fue inducida claramente por el estrés. Bajo las condiciones experimentales, los efectos promedio del estrés salino sobre el crecimiento de las plantas fueron relativamente más débiles que los del déficit hídrico. . Pro, por su parte, fue la única variable que mostró una correlación negativa con todos los parámetros de crecimiento, pero particularmente con los de tallos y hojas mencionados anteriormente, como lo indican los coeficientes de correlación de Pearson y los PCA. Se propone el uso de Pro como un marcador bioquímico adecuado para exámenes simples, rápidos y a gran escala de genotipos de judía, para excluir los más sensibles, aquellos que acumulan concentraciones más altas de Pro en respuesta a tratamientos de estrés hídrico o salino. Asimismo, se han analizado las respuestas a la salinidad en seis cultivares de judía común: cuatro variedades locales de España y dos líneas experimentales de Cuba. La prolina fue usada para clasificar la tolerancia de los cultivares, Las concentraciones de azúcares solubles totales variaron con los tratamientos y entre los genotipos, pero fue difícil evaluar su papel en la tolerancia al estrés de las plantas analizadas. Los cambios en el contenido de malondialdehído (MDA) no indicaron peroxidación de la membrana inducida por sal como resultado del estrés oxidativo secundario; en consecuencia, no se detectó acumulación de compuestos fenólicos totales y flavonoides, como mecanismo de defensa antioxidante. Estos resultados destacan la confiabilidad del uso de prolina como marcador bioquímico del estrés salino en judía y la importancia del mecanismo relacionado con el transporte de potasio a las hojas para conferir tolerancia al estrés a algunos cultivares de judía.

[CA] Durant segles de cultiu a la Península Ibèrica després de la seva introducció en el segle XVI, les mongetes es van adaptar a nous entorns, evolucionant nombroses varietats locals. Es van avaluar conreessis espanyols locals de garrofó (fesol llima) i la seva resistència a la salinitat, a on es van exposar les plantes a diversos tractaments de sal, per tal d'avaluar l'efecte de la salinitat en el creixement i el rendiment de l'cultiu. Es va observar que l'estrès salí va reduir el pes fresc dels òrgans aeris, el que va permetre classificar els quatre genotips segons la seva tolerància a la salinitat. la prolina augmentar en tots els conreessis, més notablement en el cv. VPH-79, amb les concentracions absolutes més altes registrades en els conreessis més tolerants a la sal. Aquestes troballes indiquen que P. lunatus és moderadament tolerant a la sal i que els seus principals mecanismes per adaptar-se a l'estrès salí són el manteniment d'altes concentracions de K + i l'acumulació de prolina en les fulles. D'altra banda, es van analitzar en hivernacle 24 genotips locals de P. vulgaris d'Espanya durant dues temporades consecutives. De cada genotip, es van conrear cinc plantes i es van caracteritzar (17 trets quantitatius i 15 qualitatius) utilitzant els descriptors de l'IBPGR. Els resultats obtinguts indiquen una alta variabilitat per a la majoria dels trets, especialment els relacionats amb el rendiment i els seus components. A més, es van analitzar les respostes als tractaments per dèficit hídric i estrès salí, pel que fa a inhibició de l'creixement i contingut de prolina foliar (Pro), en 47 genotips de Phaseolus vulgaris de diferents orígens. Per a la majoria de les variables de creixement analitzades i Pro, els efectes de l'cultiu, el tractament i les seves interaccions van ser altament significatius (p <0.001); els trets morfològics de les arrels, el diàmetre de la tija i el nombre de fulls es van deure principalment a una variació incontrolada, mentre que la variació de l'pes fresc i el contingut d'aigua de les tiges i les fulles va ser induïda clarament per l'estrès. Sota les condicions experimentals, els efectes mitjana de l'estrès salí sobre el creixement de les plantes van ser relativament més febles que els de el dèficit hídric. . Pro, per la seva banda, va ser l'única variable que va mostrar una correlació negativa amb tots els paràmetres de creixement, però particularment amb els de tiges i fulles esmentats anteriorment, com ho indiquen els coeficients de correlació de Pearson i els PCA. Es proposa l'ús de Pro com un marcador bioquímic adequat per a exàmens simples, ràpids i a gran escala de genotips de mongeta, per excloure els més sensibles, aquells que acumulen concentracions més altes de Pro en resposta a tractaments d'estrès hídric o salí. Així mateix, s'han analitzat les respostes a la salinitat en sis conreessis de mongeta comú: quatre varietats locals d'Espanya i dues línies experimentals de Cuba. La prolina va ser usada per a classificar la tolerància dels conreessis, Les concentracions de sucres solubles totals van variar amb els tractaments i entre els genotips, però va ser difícil avaluar el seu paper en la tolerància a l'estrès de les plantes analitzades. Els canvis en el contingut de malondialdehid (MDA) no van indicar peroxidació de la membrana induïda per sal com a resultat de l'estrès oxidatiu secundari; en conseqüència, no es va detectar acumulació de compostos fenòlics totals i flavonoides, com a mecanisme de defensa antioxidant. Aquests resultats destaquen la fiabilitat de l'ús de prolina com a marcador bioquímic de l'estrès salí en jueva i la importància de l'mecanisme relacionat amb el transport de potassi a les fulles per conferir tolerància a l'estrès a alguns conreessis de mongeta.

[EN] During centuries of cultivation in the Iberian Peninsula after their introduction in the 16th century, beans adapted to new environments, evolving numerous landraces.In this study was also evaluated the resistance to salinity of several local Spanish cultivars of Phaseolus lunatus L. (lima bean). Plants were subjected to various salt treatments and growth and biochemical parameters were determined. It was observed that salt stress reduced the fresh weight of aerial organs, which allowed us to classify the four genotypes according to their tolerance to salinity. In addition, proline increased in all cultivars, most notably in cv. VPH-79, with the highest absolute concentrations recorded in the most salt tolerant cultivars. These findings indicate that P. lunatus is moderately salt tolerant and that its main mechanisms for adapting to salt stress are the maintenance of high K+ concentrations and proline accumulation in leaves. In studies conducted in this research project, 24 landraces of P. vulgaris from Spain were analyzed in greenhouses during two consecutive seasons. From each genotype, five plants were grown and characterized for 17 quantitative and 15 qualitative traits using IBPGR descriptors. . The results obtained indicate high variability for most of the traits, especially those related to yield and its components. On the other hand, this study analyzed the responses to water deficit and salt stress treatments, in terms of growth inhibition and leaf proline (Pro) content, in 47 Phaseolus vulgaris genotypes of different origins. For most of the growth variables analyzed and Pro, the effects of cultivar, treatment and their interactions were highly significant (p <0.001); root morphological traits, stem diameter and number of leaves were mainly due to uncontrolled variation, whereas variation in fresh weight and water content of stems and leaves was clearly induced by stress. Under our experimental conditions, the average effects of salt stress on plant growth were relatively weaker than those of water deficit. . Pro, in turn, was the only variable that showed a negative correlation with all growth parameters, but particularly with those of stems and leaves mentioned above, as indicated by Pearson's correlation coefficients and PCAs. We propose the use of Pro as a biochemical marker suitable for simple, rapid, large-scale screening of bean genotypes to exclude the most sensitive, those that accumulate higher concentrations of Pro in response to water or salt stress treatments. In addition, responses to salinity were analyzed in six common bean cultivars: four local varieties from Spain and two experimental lines from Cuba. Proline was used to rank the relative tolerance of the cultivars. Concentrations of total soluble sugars varied with treatments and among genotypes, but it was difficult to assess their role in stress tolerance of the plants tested.. Changes in malondialdehyde (MDA) content did not indicate salt-induced membrane peroxidation as a result of secondary oxidative stress; consequently, accumulation of total phenolic compounds and flavonoids, as an antioxidant defense mechanism, was not detected. These results highlight the reliability of the use of proline as a biochemical marker of salt stress in common beans and the importance of the mechanism related to potassium transport to leaves in conferring stress tolerance to some common bean cultivars.