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36.5: Respuestas a sequías e inundaciones
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Responses to Drought and Flooding
 
TRANSCRIPCIÓN

36.5: Responses to Drought and Flooding

36.5: Respuestas a sequías e inundaciones

Water plays a significant role in the life cycle of plants. However, insufficient or excess of water can be detrimental and pose a serious threat to plants.

Under normal conditions, water taken up by the plant evaporates from leaves and other parts in a process called transpiration. In times of drought stress, water that evaporates by transpiration far exceeds the water absorbed from the soil, causing plants to wilt. The general plant response to drought stress is the synthesis of hormone abscisic acid that keeps stomata closed and reduces transpiration. Additionally, plants may respond to extreme water insufficiency by shedding leaves. This method, however, reduces photosynthesis and consequently hampers plant growth.

Mitigation of drought stress in plants by microbes

Drought stress limits the growth and productivity of plants in arid and semi-arid regions. However, certain microbes present in the vicinity of plants may release physical and chemical signals that induce changes related to plant defense under drought conditions. For example, the soil bacterium Paenibacillus polymyx is reported to induce drought tolerance in Arabidopsis. The most significant effect of this bacteria was observed in the growth of legumes under water stress. Leguminous plants depend on soil rhizobium for nitrogen fixation - but rhizobia are extremely sensitive to drought stress, resulting in very low nitrogen fixation. However, soil mixed with P. polymyx resulted in increased nitrogen fixation by rhizobium and increased growth of the bean plant.

Excess water is equally as disastrous to plants as a lack of water. Too much water can suffocate plants by reducing air spaces in the soil, thereby restricting oxygen needed for cellular respiration. Certain woody plant species respond to flood conditions by developing hypertrophic growth that appears as swelling of tissues at the stem base. This hypertrophic growth may aid in the downward diffusion of oxygen as well as potential venting of toxic compounds (carbon dioxide, methane, and ethanol) formed from anaerobic metabolism. Other adaptive responses to flood stress include the formation of adventitious roots, increases in root porosity via specialized cells called aerenchyma cells, and a suberized exodermis to prevent loss of oxygen.

El agua juega un papel importante en el ciclo de vida de las plantas. Sin embargo, la falta o el exceso de agua puede ser perjudicial y representar una seria amenaza para las plantas.

En condiciones normales, el agua tomada por la planta se evapora de las hojas y otras partes en un proceso llamado transpiración. En tiempos de estrés por sequía, el agua que se evapora por transpiración supera con creces el agua absorbida del suelo, haciendo que las plantas se marchiten. La respuesta general de la planta al estrés por sequía es la síntesis de ácido abscisico hormonal que mantiene los estomas cerrados y reduce la transpiración. Además, las plantas pueden responder a la insuficiencia extrema del agua al derramar hojas. Este método, sin embargo, reduce la fotosíntesis y, en consecuencia, obstaculiza el crecimiento de las plantas.

Mitigación del estrés por sequía en plantas por microbios

El estrés por sequía limita el crecimiento y la productividad de las plantas en regiones áridas y semiáridas. Sin embargo, ciertos microbios presentes en las proximidades de las plantas pueden liberar señales físicas y químicas que inducen cambios relacionados con la defensa de las plantas en condiciones de sequía. Por ejemplo, la bacteria del suelo Paenibacillus polymyx se divulga para inducir la tolerancia a la sequía en Arabidopsis. El efecto más significativo de esta bacteria se observó en el crecimiento de las legumbres bajo estrés hídrico. Las plantas leguminosas dependen del rizobio del suelo para la fijación de nitrógeno, pero las rizobias son extremadamente sensibles al estrés por sequía, lo que resulta en una fijación muy baja de nitrógeno. Sin embargo, el suelo mezclado con P. polymyx resultó en un aumento de la fijación de nitrógeno por rizobio y un mayor crecimiento de la planta de frijol.

El exceso de agua es igual de desastroso para las plantas como la falta de agua. Demasiada agua puede asfixiar a las plantas al reducir los espacios de aire en el suelo, restringiendo así el oxígeno necesario para la respiración celular. Ciertas especies de plantas leñosas responden a las condiciones de inundación mediante el desarrollo de crecimiento hipertrófico que aparece como hinchazón de los tejidos en la base del tallo. Este crecimiento hipertrófico puede ayudar en la difusión a la baja de oxígeno, así como la ventilación potencial de compuestos tóxicos (dióxido de carbono, metano y etanol) formados a partir del metabolismo anaeróbico. Otras respuestas adaptativas al estrés por inundación incluyen la formación de raíces adventicias, aumentos en la porosidad de la raíz a través de células especializadas llamadas células de aerénquima, y una exodermis suberizada para evitar la pérdida de oxígeno.


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