RESUMEN
Introducción: La vainilla (Vanilla planifolia Andrews) es una planta CAM de gran importancia económica en el mercado mundial de saborizantes y aromatizantes. Por ser una planta hemiepífita que inicialmente crece en el sotobosque sombreado y posteriormente asciende hasta el dosel, se aclimata a diferentes condiciones de radiación y humedad. La posibilidad de extender su cultivo a zonas secas donde sea menor la incidencia de enfermedades, dependerá de su respuesta a períodos prolongados de sequía. Objetivo: Evaluar los efectos de la interacción entre la radiación y la humedad sobre los parámetros de la fotosíntesis y funcionamiento del CAM de plantas de vainilla en sus fases iniciales de desarrollo vegetativo, y determinar si las condiciones de radiación en las que crece la planta pueden ayudar a moderar los efectos negativos de la sequía. Métodos: Se evaluaron plantas de vainilla que crecieron con riego durante 18 meses en casetas con iluminación relativa (IR) de 8, 17, 31 y 67 %; posteriormente se suspendió el riego y se fueron deshidratando durante 94 días hasta alcanzar un contenido de humedad crítico (contenido hídrico relativo, CHR ≤ 50 %), y finalmente se reinició el riego durante 22 días; se evaluó el efecto de estos procesos sobre la asimilación de CO2, la acidez titulable y la eficiencia cuántica del Fotosistema II (Fv/Fm). Resultados: Bajo condiciones intermedias de IR (17 % y 31 %), la asimilación de CO2 y laacumulación nocturna de ácidos orgánicos presentaron la menor afectación por el déficit hídrico, así como la mejor recuperación luego de la rehidratación. El CHR se vio más afectado por la disponibilidad de agua en el tejido vegetal, mientras que Fv/Fm lo fue por el ambiente de radiación. Los efectos combinados de estrés hídrico y alta radiación ocasionaron daños irreversibles en la fotosíntesis para el tratamiento de IR de 67 %. Conclusiones: En las plantas de vainilla, el impacto negativo de la sequía sobre los parámetros de la fotosíntesis fue mayor en alta radiación; sin embargo, en condiciones de baja radiación también aumentó la susceptibilidad de las plantas a la sequía, en comparación con los ambientes de radiación intermedia, en los cuales la densidad de flujo de fotones media fue de 340 μmol m-2 seg-1 (17 % de IR) y 620 μmol m-2 seg-1 (31 % de IR). Estos resultados sugieren el potencial de cultivar vainilla en zonas con sequía estacional bajo sistemas productivos de baja tecnificación, manteniendo estas condiciones de radiación.
Introduction: Vanilla planifolia Andrews is a CAM plant of economic importance in the global market of flavorings and essences. Being a hemiepiphyte which initially grows in the shady understory and later climbs to the canopy, it acclimates to different conditions of radiation and humidity. The possibility of extending this crop to dry areas where the incidence of diseases is lower will depend on the response to prolonged periods of drought. Objective: To evaluate the effects of the interaction of radiation and humidity on the parameters of photosynthesis and operation of CAM of vanilla plants, and to determine if the radiation environment could help to moderate the negative effects of drought. Methods: We evaluated well-watered vanilla plants grown for 18 months in relative illumination (RI) of 8, 17, 31 and 67 %, which underwent dehydration for 94 days until reaching critical water content (relative water content, RWC < 50 %) and then rehydration for 22 days; variables evaluated were: CO2 assimilation, titratable acidity, and quantum efficiency of Photosystem II (Fv / Fm). Results: Under intermediate conditions of radiation (17 % and 31 % RI), CO2 assimilation and nocturnal accumulation of organic acids were less affected by water deficit and also showed the best recovery after rehydration. The RWC was most affected by the water available in plant tissue, while Fv / Fm was affected by radiation. The combined effects of water stress and high radiation caused irreversible damage to photosynthesis for the 67 % RI treatment. Conclusions: In vanilla plants, the negative impact of drought on photosynthetic parameters was greater in high radiation; however, in low radiation conditions the susceptibility of plants to drought also increased, as compared to intermediate radiation environments, which were under a mean photon flux density of 340 µmol m-2 s-1 (17 % IR) and 620 µmol m-2 s-1 (31 % IR). These results suggest the potential for growing vanilla in areas with seasonal drought under low-tech production systems, maintaining these radiation conditions.
Asunto(s)
Fotosíntesis , Vanilla/crecimiento & desarrollo , Clorofila , Colombia , Índices de SequíaRESUMEN
Abstract Gall-inducing insects manipulate the structural, histochemical and physiological profiles of host-plant tissues to develop galls. We evaluated galls induced by Eugeniamyia dispar on the leaves of Eugenia uniflora in an attempt to answer the following questions: (i) How does this gall-inducing insect change the structural and histochemical profiles of the host-plant organ? (ii) Despite structural changes, can gall tissues maintain photosynthetic activity? Starch, proteins, reducing sugars and reactive oxygen species were detected mainly in the nutritive tissue surrounding the larval chamber. Despite structural changes, the galls induced by E. dispar on E. uniflora retain chlorophyllous tissue, although its amount and photosynthetic activity are less than that of non-galled leaves. This reduced photosynthetic activity, in association with the presence of large intercellular spaces, could improve gas diffusion and, consequently, avoid hypoxia and hypercarbia in gall tissue.(AU)
Resumen Los insectos que inducen las agallas manipulan los perfiles estructurales, histoquímicos y fisiológicos de los tejidos de la planta hospedera para su desarrollo. Nosotros evaluamos las agallas inducidas por Eugeniamyia dispar en las hojas de Eugenia uniflora en un intento de responder las siguientes preguntas: (i) ¿Cómo este insecto inductor de agallas cambia los perfiles estructurales e histoquímicos en el órgano de la planta hospedera? (ii) A pesar de las modificaciones estructurales, ¿pueden los tejidos de la agalla mantener la actividad fotosintética? El almidón, las proteínas, los azúcares reductores y las especies reactivas de oxígeno se detectaron principalmente en la capa de tejido nutritivo que rodea a la cavidad larval. A pesar de las modificaciones estructurales, las agallas inducidas por E. dispar en E. uniflora retienen su tejido clorofílico, aunque su cantidad y actividad fotosintética son menores que en las hojas no agalladas. Esta actividad fotosintética reducida, asociado a la presencia de grandes espacios intercelulares, pueden mejorar la difusión de gases y, en consecuencia, evitar la hipoxia y la hipercapnia en los tejidos de las agallas.(AU)
Asunto(s)
Fotosíntesis , Dípteros , Eugenia , Clorofila A , HipoxiaRESUMEN
Gulupa, Passiflora edulis Sims (Passifloraceae), is an important fruit due to its organoleptic and nutritional characteristics and its demand in the international market; however, very few studies have been conducted for studying its Ecophysiology. Until now, this crop has spread throughout the country through empirical knowledge without data that indicate the zones that are more suitable for its cultivation. For this reason, gas exchange, chlorophyll fluorescence (photosystem II operating efficiency and maximum quantum efficiency of photosystem II photochemistry) and leaf water potential were measured in three different locations of Cundinamarca department (Chia [2610 m a.s.l., 14 °C], Granada [2230 m a.s.l., 15 °C] and Tena [2090 m a.s.l., 17 °C]), whose climatic conditions were monitored with meteorological stations to evaluate the physiologic performance in each location related to the environmental factors. The results indicate that, even though the photosynthetic capacity was similar and high in Granada and Tena, the water status of the plant, the stomatal control of water loss and recovery of photosystems during the night were more efficient in Granada (p < 0.05). In Tena, the small differences between day and night temperature, humidity, and vapor pressure deficit (VPD) would limited the night water recovery in the plants. Meanwhile, in Chia, the increase of VPD during the day and the low temperatures would decreased the water potential both during the day and during the night, as well as the recovery of photosystem II. Therefore, in conclusion the climatic conditions similar to Granada, which are 18/13 °C day/night, a VPD close to 0.5 KPa, and radiation that did not exceed 1000 μmol photons/m²s favored the good physiological performance of gulupa.
La gulupa, Passiflora edulis Sims (Passifloraceae) es un frutal importante debido a sus características organolépticas, nutricionales y su demanda en el mercado internacional; sin embargo, existen muy pocos estudios relacionados con su ecofisiología. Hasta el momento, el cultivo se ha extendido a través del país por medio de conocimiento empírico sin tener datos que sustenten las zonas más apropiadas para su cultivo. Por esta razón, en el presente estudio se midió el intercambio de gases, la fluorescencia de la clorofila (factor de eficiencia del fotosistema II y eficiencia cuántica fotoquímica máxima del fotosistema II) y el potencial hídrico foliar en tres localidades diferentes del departamento de Cundinamarca (Chía [2610 m s.n.m., 14 °C], Granada [2230 m s.n.m., 15 °C] y Tena [2090 m s.n.m., 17 °C]), cuyas condiciones climáticas fueron monitoreadas con estaciones meteorológicas para evaluar el desempeño fisiológico en cada localidad y relacionarlo con los factores ambientales. Los resultados indican que aunque la capacidad fotosintética fue alta y similar en Granada y Tena, el estado hídrico de la planta, el control estomático de la pérdida de agua y la recuperación de los fotosistemas durante la noche fueron más eficientes en Granada (p < 0,05). En Tena, la estrecha diferencia entre los valores día/noche de temperatura, humedad y déficit de presión de vapor (DPV) limitarían la recuperación hídrica de la planta, mientras que en Chía el aumento de DPV en el día, y las bajas temperaturas disminuirían el potencial hídrico, tanto durante el día como durante la noche, así como la recuperación del fotosistema II. Por tanto, en conclusión, condiciones climáticas cercanas a las de Granada; 18/13 °C día/noche, DPV de 0,5 KPa, y una radiación que no exceda los 1000 μmol fotones/ m²s favorecen el buen desempeño de la planta.