Conociendo más sobre el uso de una Plataforma de Fonotipado, que permite evaluar el intercambio gaseoso en plantas completas de Nogal.

 

Hoja de Nogal.

El intercambio gaseoso de dióxido de carbono y agua que realiza una planta con la atmósfera es uno de los procesos fundamentales que determinan su desempeño en campo, en términos de crecimiento y reproducción, y en casos extremos como la incidencia de estreses bióticos y abióticos, su sobrevivencia. Además, dice relación con la eficiencia del uso del agua a nivel de planta, tema relevante en el actual contexto de cambio climático.

 

Si bien es la parte aérea de las plantas, por ejemplo, las hojas, las principales responsable del intercambio gaseoso, su parte subterránea será determinante, ya que será la que suministre en buena medida el agua necesaria para sostener la transpiración, y así, la asimilación de carbono. Es por ello, que el estudio del efecto del portainjerto sobre este importante proceso, es de interés para un programa de selección y mejoramiento de los mismos, como lo es el Proyecto PTEC de Mejoramiento Genético Nogal, dirigido por Rodrigo Infante.

 

Plantas de Nogal, para ensayo de fenotipado 2021-2022.

El intercambio gaseoso es una variable relativamente difícil de medir, ya que requiere de personal calificado, equipo específico (en este caso un analizador de gases infrarrojo: IRGA) y generalmente toma bastante tiempo caracterizar varios individuos. Sumado a esto, las mediciones se realizan convencionalmente con una pinza a nivel de hoja, lo que limitan la capacidad de representatibidad de la variable con respecto a la copa del Nogal, la que está compuesta por muchas hojas, cada una en un microambiente diferente de luz, viento, e incluso estado hídrico, lo que hace que cada hoja sea un mundo. Si bien se tiende a estandarizar las medidas en términos de tipo, posición y exposición de las hojas medidas, se reconocen sus limitaciones.

 

Es así, como en el marco del Proyecto Proyecto PTEC de Mejoramiento Genético Nogal, y durante la temporada 2020-2021, se trabajó oficialmente con la plataforma de fenotipado (Figura 1), evaluando el intercambio gaseoso en plantas completas de Nogal, obteniéndose resultados preliminares interesantes (Ver noticia) y una Tesis de Magíster, próxima a ser publicada: “Evaluación de un sistema de medición de intercambio gaseoso para planta completa en nogales jóvenes bajo condiciones semi-controladas”, a cargo de Francisco Ayala, y dirigida por los investigadores del Proyecto Marco Garrido y Rodrigo Infante. A continuación se presentan algunos resultados destacados:

Figura 1. Vista del Sistema multicámara para la medición de intercambio gaseoso a nivel de planta completa, ubicada en las dependencias del Centro de Estudios Avanzados en Fruticultura (CEAF).

 

Entre los resultados más interesantes de esta tesis se encuentra la caracterización a escala diaria y a alta frecuencia de la tasa de asimilación neta de dióxido de carbono de plantas de nogal, discriminando claramente entre plantas bien regadas y plantas sometidas a déficit hídrico (Figura 2). A diferencia del sistema multicámara, las medidas realizadas de manera convencional a través de un IRGA (Figura 3) no fueron igual de eficientes en discriminar entre tratamientos de disponibilidad de agua, logrando establecer diferencias hacia finales del periodo de déficit hídrico, cuando el estrés hídrico había progresado bastante.

 

 

Adolfo Pardo, UCHILE.

Ahora bien, no sólo es importante el intercambio gaseoso, además de las caracterizaciones realizadas anteriormente, es de interés evaluar la capacidad de transporte de agua a través de la planta, desde el suelo hasta las hojas, donde será liberada a la atmósfera como agua transpirada permitiendo que los estomas estén abiertos para asimilar el dióxido de carbono. Y como este proceso es particularmente importante, durante la temporada estival 2021-2022 se estableció un ensayo como parte de la Tesis del candidato a Doctor, Adolfo Pardo, quien realizará su estudio en la línea de eficiencia del uso del agua asociada al mejoramiento genético del nogal, con foco en la interacción portainjerto-variedad, bajo diversas condiciones de estrés. Para ello, en ensayo establecido contó con 5 tratamientos compuestos por plantas francas de los patrones clonales RX1 y VX211, la variedad Chandler injertada sobre los patrones clonales RX1 y VX211, y el cultivar Chandler injertado sobre un patrón de Juglans proveniente de semilla.

 

 

 

Entre los resultados se destaca que el potencial hídrico de mediodía que discrimina entre tratamientos de combinación patrón/injerto (Figura 4), siendo Chandler sobre patrón de semilla la combinación que tiende a tener el menor potencial hídrico, por lo que experimentaría la mayor intensidad de estrés hídrico a mediodía. Los patrones clonales tienden a tener potenciales hídricos mayores, y éstos son aún mayores cuando Chandler está injertado sobre ellos. Esto habla de una capacidad diferencial de transportar agua desde el suelo a las hojas que en parte parece estar mediado por el portainjerto de manera directa (conductancia hidráulica del tejido), pero también por el efecto del portainjerto sobre el área foliar transpirante.

 

Por medio de curvas presión-volumen se evaluaron el potencial de solutos a turgor máximo (PSIo), que dice relación con la concentración de solutos en las células foliares cuando la hoja tiene su contenido de agua a capacidad máxima, y el potencial hídrico en el cual la hoja pierde su turgor (TLP), como se observa en la figura 5. Ambas variables son indicadoras de la capacidad de tolerancia de la hoja a la deshidratación, lo que podría ocurrir tanto en una condición de déficit hídrico por falta de riego, como en una de daño del sistema radical, lo que limitaría la capacidad de absorción de agua por parte de las raíces. En particular, el TLP está altamente asociado al potencial hídrico en el cual la hoja cierra sus estomas. Además, se observó una tendencia respecto de estas variables, siendo Chandler sobre patrón de semilla (Juglans/C) la combinación más susceptible a la deshidratación de la hoja, con mayores valores de PSIo y TLP. Luego, los patrones clonales tendrían parámetros similares y más bajos que Juglans/C, por tanto, mayor tolerancia a la deshidratación foliar, la que sería transmitida al cultivar Chandler injertado sobre estos patrones.

 

Finalmente, mencionar que la próxima temporada se continuará trabajando en las combinaciones portainjerto-variedad, evaluando distintos tipos de estrés, cómo lo es el hídrico.

 

Esta nota fue realizada en colaboración con los investigadores del Proyecto Genética de Nogal, Marco Garrido y Adolfo Pardo de la Universidad de Chile.

Agradecimientos: Centro de Estudios Avanzados en Fruticultura (CEAF).

 

Para más información acerca del Programa PTEC66647 Centro Fruticultura Sur contactar a Claudia Jorquera claudiajorquera@uchile.cl o Alejandra Vinagre maria.vinagre@uchile.cl