ARTICULO ORIGINAL Rev. Methodo 2024;9(2):04-07

https://doi.org/10.22529/me.2024.9(2)02

Recibido 11 Ene 2023 | Aceptado 28 Feb. 2024 |Publicado 05 Abr.2024

Tolerancia a la salinidad: respuestas morfo-fisiológicas en diferentes etapas del desarrollo en dos cultivares de alfalfa Salinity tolerance: morpho-physiological responses at different developmental stages in two alfalfa cultivars Giuliano Barbieri1

Mónica Cornacchione2, Fernando Luna1,3, Rodrigo Parola1,3, Marianela Rodriguez1, 3

1. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Unidad de Estudios Agropecuarios (UDEA), Córdoba, Argentina.

2. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), Estación Experimental Santiago del Estero, Argentina 3. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), Centro de Investigaciones Agropecuarias (CIAP), Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos (IFRGV), Av. 11 de septiembre 4755, X5020ICA, Córdoba, Argentina.

Correspondencia: Marianela S. Rodríguez, E-mail: rodriguez.marianela@inta.gob.ar

Resumen

En el marco del cambio climático, la producción en suelos salinos surge como un desafío global de gran importancia, especialmente en regiones áridas de Argentina. Este estudio se enfoca en la alfalfa (Medicago sativa), una forrajera relevante en Argentina, y tiene como objetivo evaluar el comportamiento en distintas etapas del desarrollo ante condiciones salinas en dos cultivares, Monarca (M) y Kumen (Ku). El cultivar Ku aceleró el proceso de germinación y retrasó el efecto negativo de la salinidad sobre el crecimiento durante el período vegetativo con respecto a M. Estas diferencias podrían considerarse como indicadores potenciales de la tolerancia a la salinidad en el cultivar Ku. Asimismo, la evaluación de la sobrevivencia demostró diferencias significativas en condiciones salinas, siendo Ku menos afectado que M (-15%). Se propone que las respuestas en Ku estarían asociadas a su capacidad distintiva para enfrentar el estrés salino, subrayando la complejidad de los mecanismos de adaptación en la alfalfa. Estos hallazgos ofrecen perspectivas de análisis en términos de espacio (distintos órganos) y tiempo (diferentes etapas de desarrollo de la alfalfa) para aportar a la comprensión de la disparidad en las respuestas de cultivares en salinidad, cruciales para la sostentabilidad agrícola-ganadera en suelos salinos de regiones áridas y semiáridas en Argentina.

Palabras claves: Alfalfa, Germinación, Desarrollo vegetativo, Salinidad, Tolerancia al Estrés.

Abstract

In the context of climate change, production in saline soils emerges as a global challenge of great importance, especially in arid regions of Argentina. This study focuses on alfalfa (Medicago sativa), a relevant forage crop in Argentina, and aims to evaluate its behavior at different stages of development under saline conditions in two cultivars, Monarca (M) and Kumen (Ku). The Ku cultivar accelerated germination and delayed the negative effect of salinity on growth during the vegetative period compared to M. These differences could be considered potential indicators of salinity tolerance in Ku cultivar. Furthermore, survival assessment showed significant differences in saline conditions, with Ku being less affected than M (-15%). It is proposed that the responses in Ku may be associated with its distinctive ability to cope with

Revista Methodo: Investigación Aplicada a las Ciencias Biológicas. Universidad Católica de Córdoba.

Jacinto Ríos 571 Bº Gral. Paz. X5004FXS. Córdoba. Argentina. Tel.: (54) 351 4517299 / Correo: 04

methodo@ucc.edu.ar / Web: methodo.ucc.edu.ar |ARTICULO ORIGINAL Rev. Methodo 2024;9(2):04-07.

Barbieri G, Cornacchione M, Luna F, Parola R, Rodríguez M. Tolerancia a la salinidad: respuestas morfo-fisiológicas en diferentes etapas del desarrollo en dos cultivares de alfalfa saline stress, highlighting the complexity of adaptation mechanisms in alfalfa. These findings provide analysis insights in terms of space (different organs) and time (different stages of alfalfa development) to contribute to the understanding of the disparity in cultivar responses to salinity, crucial for agricultural-livestock sustainability in saline soils of arid and semi-arid regions in Argentina.

Keywords: Alfalfa, Germination, Vegetative Development, Salinity, Stress Tolerance.

Introducción

Argentina, siendo la información sobre su tolerancia a la salinidad limitada. Ku fue La producción en suelos salinos representa un seleccionado por su tolerancia a la salinidad. Las desafío global, especialmente en regiones áridas semillas fueron proporcionadas por el programa y semiáridas. Estos suelos tienen menor de mejoramiento de alfalfa de INTA.

fertilidad y afectan la calidad de los cultivos. El 2.2 Evaluación de germinación.

cambio climático agrava estos problemas, Se aplicó un protocolo del Departamento de creando escenarios que requieren estrategias de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) manejo para la sostenibilidad agrícola1. La utilizando placas de Petri con papel de filtro alfalfa, principal leguminosa forrajera en impregnado (5 ml) con distintas concentraciones Argentina por sus características nutricionales, de NaCl (50 mM, 100 mM, 200 mM, 250 mM).

no solo fija nitrógeno atmosférico, sino que Luego, se sembraron 20 semillas de cada también mejora el suelo y es esencial para la variedad en cada placa y se mantuvieron en producción sostenible2. Dada la naturaleza oscuridad durante una semana. Se realizaron perenne de este cultivo y las fluctuaciones conteos diarios para determinar la germinación espaciales de las sales en el suelo, es crucial en

cada

placa

en

cuatro

experimentos

investigar respuestas al estrés salino en diferentes independientes.

etapas de su crecimiento. La selección de plantas 2.3 Evaluación en etapa vegetativa: Sistema tolerantes al estrés salino durante la germinación experimental

y la emergencia de plántulas favorece el Las semillas de ambos cultivares germinaron en establecimiento

en

suelos

problemáticos3.

soportes de malla con vermiculita húmeda sobre Algunas de las consecuencias de la salinidad son contenedores de 3 litros con medio ByD ½X6 y la reducción de la germinación, longitud de aireación continua. Se llevaron a cabo tres raíces y brotes, y pesos frescos y secos de las ensayos

independientes

en

condiciones

plantas4. Las respuestas varían según la gravedad controladas de luz y temperatura en una cámara y duración del estrés, el órgano evaluado y el de cría. El tratamiento de shock salino (+ NaCl momento del desarrollo. La adaptación a corto 200 mM en medio ByD ½X) se aplicó a los 20

plazo puede revertirse, pero a largo plazo induce días desde la siembra, el grupo control mantuvo cambios duraderos en el crecimiento de las sus condiciones originales (ByD ½X). Se plantas.

realizaron muestreos en la tercera hoja trifoliada En el presente trabajo, se

analizó el

y raíces en doce plantas por tratamiento y cultivar comportamiento

morfo-fisiológico

de

dos

en momentos específicos (0; 1; 7; 14 días post cultivares de alfalfa, Monarca (M) (ampliamente tratamiento; dpt), agrupados en tres conjuntos de difundido, aunque el conocimiento de su cuatro plantas cada uno.

respuesta a la salinidad es limitado) y Kumen 2.4 Parámetros biométricos

(Ku) (previamente caracterizado como tolerante En las plantas control y salinizadas, según la a salinidad5) frente a la salinidad, a lo largo del descripción,

se

realizaron

las

siguientes

desarrollo: germinación y fase vegetativa.

mediciones: longitud de parte aérea y raíz principal, número de hojas, peso fresco y seco Materiales y métodos

parte aérea y raíces, superficie foliar con el programa ImageJ 7.

2.1 Material vegetal

2.5 Análisis de sobrevivencia

Se utilizaron los cultivares de alfalfa (Medicago Se germinaron 25 semillas de cada cultivar según sativa) Monarca-INTA (M) y Kumen-PV-INTA

lo descripto en 2.3 y, luego de 14 días bajo (Ku), sin latencia invernal de grupo 8 y 9, tratamiento con NaCl 200 mM, se realizó el respectivamente. M es ampliamente difundido en conteo de plantas vivas y total. El porcentaje de sobrevivencia se calculó en relación con el

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Barbieri G, Cornacchione M, Luna F, Parola R, Rodríguez M. Tolerancia a la salinidad: respuestas morfo-fisiológicas en diferentes etapas del desarrollo en dos cultivares de alfalfa número total de plantas en cuatro experimentos mayor número de hojas al final del ensayo. El independientes.

peso fresco de la parte aérea fue menor en ambos 2.6 Análisis de datos

cultivares con salinidad a los 14 dpt (Tabla 1). En Todos los datos se analizaron por cultivar otras especies, el estrés salino inhibió el mediante ANAVA seguida de test de Tukey crecimiento debido a cambios en la absorción de (p<0,05), en tres experimentos independientes nutrientes o a concentraciones tóxicas de Na+ y utilizando InfoStat8 software estadístico.

Cl- intracelular11. En M, el estrés salino resultó en una detención anticipada del crecimiento, mientras que Ku mostró una respuesta fenotípica Resultados y Discusión

en los mismos parámetros al finalizar el experimento, indicando variabilidad temporal en Efectos de Diferentes Concentraciones

las respuestas de crecimiento entre los cultivares de NaCl sobre la Germinación de Alfalfa

evaluados en salinidad.

El proceso de germinación y el crecimiento Tabla 1. Parámetros morfo-fisiológicos de plantas de inicial de plántulas son etapas críticas en el ciclo alfalfa control y tratadas con NaCl 200 mM. Cultivares de vida de las plantas, que inciden directamente Monarca y Kumen crecidos durante 20 días en medio sobre el rendimiento. En NaCl 50 mM, a 1 dpt, ByD ½X. Asteriscos indican diferencias significativas M mostró un 60% de germinación respecto al entre los cultivares tratados y sus respectivos grupos de control en cuatro experimentos independientes, control mientras que en Ku fue de un 80%. En Test de Tukey (p<0,05). n: 192 por tratamiento condiciones superiores a NaCl 200 mM y a los 7

d, Ku germinó un 40% mientras que M solo un 20% (Figura 1 A y B). Otras investigaciones demuestran que los niveles elevados de salinidad generaron un retraso en la germinación e incluso la inhibieron, dependiendo de la tolerancia de las plantas a la sal9. Estas diferencias evidencian que Ku fue menos afectada por la salinidad que M, ya que el proceso de germinación ocurrió hasta 2

días antes que, en M, en elevadas condiciones 3.3 Análisis de Sobrevivencia frente a Estrés salinas.

Salino en Alfalfa

Bajo estrés salino, M experimentó una

disminución significativa en el porcentaje de sobrevivencia en comparación con su control.

Estas diferencias no fueron significativas para Ku. A la hora de comparar la sobrevivencia de ambos cultivares estresados, se observó una diferencia significativa entre ellos (Figura 2).

Figura 1. Porcentaje de germinación de semillas de alfalfa germinadas en distintas concentraciones de NaCl (50 mM, 100 mM, 200 mM, 250 mM), respecto a condición control sin NaCl. Cultivares A. Monarca; B. Kumen, crecidos durante una semana. Asteriscos indican

diferencias

significativas

entre

los

tratamientos y sus respectivos controles, Test de Tukey (p<0,05). n:200 por experimento.

Diferencias Biométricas frente al Estrés Figura 2. Porcentaje de sobrevivencia en plantas de Salino entre ambos Cultivares

alfalfa. Cultivares Monarca (M) y Kumen (Ku) crecidos durante 20 días en medio ByD ½X, tratados La reducción del crecimiento de alfalfa en con NaCl 200 mM durante 14 días. Asterisco indica condiciones

salinas

ha

sido

discutida

diferencias significativas entre la condición salina y su ampliamente10. El estrés salino afectó el respectivo

control,

Letras

indican

diferencias

crecimiento en M a los 7 dpt, evidenciado por la significativas entre cultivares, Test de Tukey (p<0,05).

longitud de la parte aérea y el número de hojas, mientras que en Ku ocurrió una semana después La presencia de altos niveles de sales limitó la (14 dpt). En condiciones control, Ku mostró producción de biomasa en la alfalfa, provocando

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Barbieri G, Cornacchione M, Luna F, Parola R, Rodríguez M. Tolerancia a la salinidad: respuestas morfo-fisiológicas en diferentes etapas del desarrollo en dos cultivares de alfalfa una disminución del rendimiento de hasta un 6. Broughton WJ, Dilworth MJ. Control de la 35% en algunos cultivares12. Si estos niveles síntesis

de

leghemoglobina

en

persisten, pueden ocasionar la muerte de la frijolesculebra.

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vegetativo,

podrían

ser

indicadores

que

expliquen el comportamiento diferencial en la 7. Rasband, W.S., ImageJ, U.S. National sobrevivencia de ambos cultivares, siendo Institutes of Health, Bethesda, Maryland, notablemente menor en M en comparación con USA, https://imagej.net/ij/, 1997-2018.

Ku.

8. InfoStat (2008). InfoStat versión 2008.

En resumen, estos datos demuestran que M es Grupo InfoStat, FCA, Universidad Nacional

menos tolerante a la salinidad en comparación de Córdoba, Argentina.

con Ku, lo que podría indicar diferencias en los mecanismos de respuesta a este estrés entre 9. Uçarlı C. Capítulo 11. Efectos de la ambos cultivares.

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