Metabolismo del amonio y de ureidos en nódulos de phaseolus vulgaris :efecto del estres salino

Abstract

El estrés salino es uno de los mayores factores abióticos limitantes de los cultivos en amplias áreas de la Cuenca Mediterránea. Por otra parte, la judía es, entre las leguminosas, una de las más importantes como fuente de proteínas vegetales en muchos países en vías de desarrollo , tanto en el Mediterráneo como en América y Asia. Todo ello justifica la importancia de la investigación sobre los efectos del estrés salino en la fijación simbiótica de nitrógeno atmosférico, proceso fundamental en las leguminosas en simbiosis con sus rizobios específicos. En esta tesis se aborda el efecto del cloruro sódico sobre el crecimiento, la nodulación, la fijación de nitrógeno y el metabolismo nitrogenado nodular en Phaseolus vulgaris, leguminosa de origen tropical que forma nódulos de tipo determinado, exportando el nitrógeno fijado al xilema mayoritariamente en forma de ureidos. Se estudia el efecto de la cepa de Rhizobium utilizada para la inoculación de las plántulas de judía. También se analiza la evolución del crecimiento y de la actividad nodular a lo largo de la ontogenia del cultivo. El efecto del nitrógeno combinado en el medio se aborda utilizando diferentes dosis de nitrato potásico aplicadas a la solución nutritiva. A continuación se lleva a cabo un estudio del efecto de diferentes concentraciones de NaCl en el medio, aplicando la sal desde el inicio del cultivo o en el periodo vegetativo cuando la simbiosis ya está bien establecida y realiza una fijación de nitrógeno efectiva. Se estudia, también, el efecto de la aplicación de ácido abscísico exógeno, como pretratamiento que puede afectar a la respuesta de la planta a la salinidad. Por último, se estudia la composición de las plantas en cuanto a contenido de algunos macronutrientes minerales, que pueden verse afectados por las condiciones adversas del medio salino. En estos experimentos se han utilizado dos variedades de judia con diferente grado de sensibilidad a la sal. El crecimiento de las plantas se ha llevado a cabo en cámara de ambiente controlado. La judía se mostró como una leguminosa pobre en cuanto a capacidad fijadora de nitrógeno. Una dosis de 1 mM de nitrato potásico, resulta óptima para estimular el crecimiento y la fijación de nitrógeno en las primeras etapas de la vida de la planta, sin inhibir la nodulación ni la actividad nitrogenasa en nódulos maduros. Las mayores tasas de crecimiento se alcanza en el periodo vegetativo, coincidiendo con los máximos de actividad nitrogenasa y de las actividades enzimáticas de la asimilación del amonio y síntesis de ureidos. Tanto la edad del cultivo como la aplicación de nitrato al medio, modifican la producción y el contenido de ureidos. Así, el contenido de ureidos durante el periodo reproductor desciende en nódulos y aumenta en savia del xilema, mientras que el nitrato hace disminuir el contenido de ureidos en savia, favoreciendo el transporte de aminoácidos. De las dos variedades utilizadas, la variedad Africa se considera más tolerante al estrés salino, presentando unos niveles de glutamina sintetasa más elevados, que se afectan menos por la salinidad que en la variedad Coco, más sensible a dicho estrés. La salinidad también inhibe las actividades xantina deshidrogenasa y uricasa, disminuyendo la producción y transporte de ureidos, y favoreciendo la de aminoácidos. La disminución de la actividad alantoinasa con la sal implica la reducción de la relación ácido alantoico/alantoína, tanto en nódulos como en savia. El ácido abscísico exógeno reduce el crecimiento de las plantas de Phaseolus vulgaris, con un efecto comparable al de una dosis alta de sal, inhibiendo el proceso de fijación de nitrógeno, tanto la nodulación como la actividad nitrogenasa. Sin embargo, la adición de ABA al medio de cultivo logra atenuar los efectos negativos de la sal en la variedad más sensible en cuanto a crecimiento, fijación de nitrógeno y asimilación del nitrógeno fijado. Así mismo, atenua la acumulación de sodio tanto en parte aérea como en raíz, ontrarrestando el efecto tóxico de este ión, y provoca una acumulación de potasio