Festuca: resistencia al anegamiento

El avance de la frontera agrícola desplazó a la ganadería hacia suelos marginales donde la ocurrencia de anegamientos y anegamientos salinos son frecuentes. En este contexto el uso de Festuca arundinacea Shreb. (festuca alta) se presenta como una alternativa promisoria de buena productividad y calidad forrajera. Sin embargo, los mecanismos de tolerancia de esta especie al anegamiento o al anegamiento salino no han sido explorados.

Una de las principales respuestas de tolerancia al anegamiento es el aumento en la porosidad radical y la generación de raíces nuevas con alta porosidad, que permiten la llegada de O2 a las raíces y la producción de energía. Esta respuesta también sería beneficiosa en condiciones de anegamiento salino, ya que también permitiría una correcta regulación iónica (de alto costo energético; Barrett-Lennard y Shabala 2013). El objetivo del trabajo fue estudiar el rol de la porosidad radical y la generación de raíces nuevas sobre la tolerancia al anegamiento y anegamiento salino en festuca alta.

Se seleccionaron 10 accesiones de festuca alta con distinto nivel de tolerancia al anegamiento (A) y anegamiento salino (AS) en base a un experimento realizado previamente (Menon-Martínez et al. 2021). Cinco semillas de cada accesión se sembraron en cubos de espuma fenólica, sostenidos en una bandeja de germinación ubicada dentro de una batea de 50 x 35 x 15 cm con solución nutritiva (SN; Hoagland al 50%). Se realizó un raleo para obtener una plántula por celda de similar tamaño entre accesiones. A los 35 días (≈3 hojas totalmente expandidas) se aplicaron tres tratamientos durante 23 días: Control (C; SN + aireación), A (SN hipóxica por burbujeo con N2 y agar) y AS (SN hipóxica por burbujeo con N2 y agar + 150 mM NaCl). Se realizaron 5 repeticiones por accesión obteniendo un total de 150 plantas (3 trat x 10 acc x 5 rep). Para las mediciones iniciales (i.e. biomasa total inicial y n° raíces nuevas) se agregaron 10 repeticiones más por accesión. Al final del experimento se midió en cada planta: i) la biomasa total final, para calcular el índice de tolerancia (IT)=TCRt/TCRc (TCR=Tasa de Crecimiento Relativa (g/g.d)=[ln(W2)–ln(W1)] / (t2-t1), donde W2 y W1 es el peso de la biomasa correspondiente a un determinado tratamiento en el tiempo 2 y 1 (respectivamente), y t2-t1 es el número de días entre cosechas); ii) porosidad radical (Raskin 1983); iii) generación de raíces nuevas (ΔRN=RNfinales–RNiniciales). Se evaluó la correlación (Pearson, P< 0,05) del IT con la porosidad y la generación de RN. También se realizó un ANOVA factorial (LSD Fisher, P< 0,05, tratamiento x accesión) para las variables porosidad y generación de RN. Se utilizó el programa InfoStat.

La porosidad radical de festuca alta aumentó de 9,8±0,4% (control) a 17,5±0,7% en AS y más aún en A (P< 0,05), llegando a valores de 19,8±0,4% (P< 0,05), sin diferencias entre accesiones ni presencia de interacción. Sin embargo, no se encontró correlación entre la tolerancia al A y la porosidad radical, posiblemente debido a que los altos valores de porosidad generados (> 12-15%) no serían limitantes para la aireación radical (Fig. 1a). En cambio, bajo condiciones de AS, se demostró correlación positiva entre tolerancia y porosidad radical, y accesiones con menor porosidad (Fig. 1b). En ambos tratamientos cuanto mayor fue la generación de raíces nuevas, mayor fue la tolerancia a estos estreses (Fig. 1c, d). También se encontró que cuando las plantas fueron anegadas (A), continuaron generando la misma cantidad de raíces nuevas (RN), mientras que la presencia de salinidad redujo un 52% la formación de las mismas (P< 0,05).

Figura 1. Correlación del índice de tolerancia (IT; IT=TCRt/TCRc) con la porosidad (%; a, b) y la generación de raíces nuevas (ΔRN (n°); c, d) para 10 accesiones (n=5) sometidas 23 días a Anegamiento (A; a, c) o Anegamiento Salino (AS; b, d). Se indica el coeficiente de correlación linear de Pearson (r) y la recta de ajuste.

Este trabajo muestra que la alta tolerancia al anegamiento de festuca alta evidenciada en la literatura, y también en este trabajo durante un periodo de 23 días (IT > 75%), se podría explicar por los altos valores de porosidad radical que la especie es capaz de generar. También se encontró que la salinidad afecta la porosidad radical y la generación de raíces nuevas, ambos mecanismos asociados a la tolerancia al anegamiento salino.