Tolerancia al estrés hídrico inducido por memoria en parientes silvestres de Camote [Ipomoea series Batatas (Choisy) D.F. Austin]

Abstract

Los parientes silvestres de camote [Ipomoea series Batatas (Choisy) D. F. Austin] (SPCWR) son un grupo de especies con diversos genes de tolerancia al estrés hídrico, pero poco estudiados. En el presente estudio, 59 accesiones SP-CWR fueron inducidas al estrés sometiendo a cuatro de cada ocho individuos por accesión a una secuencia de períodos de riego restringido (R_rest) de 8, 11 y 14 días de duración, sucedidos cada uno por un periodo de recuperación (R_cc) de 14 días con riego a capacidad de campo (θcc = 32.4%). Las cuatro plantas restantes conformaron el grupo sin estrés (control) con riego constante (θcc). Se diseñaron cuatro variables descriptoras de memoria: índice de senescencia retardada (ISR), razón de área foliar (RAF), razón diferencial de temperatura (RDT) y razón de discriminación isotópica de 13C en hojas (RDI). Para evaluar el desarrollo de la tolerancia al estrés hídrico, se calculó el índice de tolerancia a la sequía inducida por memoria (ITSM) a partir de las variables de memoria y el índice de susceptibilidad a la sequía (DSI). En total, 20, 18 y 21 presentaron floración temprana, tardía y ausente, respectivamente. Los mecanismos de memoria identificados en este estudio fueron senescencia retrasada, aumento del área foliar y mejor termorregulación e intercambio gaseoso en las hojas de los individuos estresados respecto a los no estresados. Se encontró que el 49.2 por ciento del total de accesiones desarrollaron tolerancia al estrés hídrico (ITSM> 2.0) y que ésta es dependiente del genotipo. Se observaron dos mecanismos de tolerancia: escape de la sequía (senescencia tardía y aumento del área foliar) en accesiones de floración temprana principalmente y, evitación de la sequía (optimización del intercambio gaseoso y transpiración de las hojas) en accesiones con floración tardía y ausente, principalmente. Finalmente, los genotipos examinados demostraron una clara diversidad en su respuesta fisiológica ante la inducción de memoria para desarrollar tolerancia al estrés hídrico.

Sweet potato-crop wild relatives [Ipomoea series Batatas (Choisy) D. F. Austin] (SP-CWR) are a group of species whose genetic potential for water stress tolerance is very diverse, but poorly studied. In the present study, 59 SP-CWR accessions were primed by subjecting four out of eight individuals per accession to a sequence of water stress periods. The priming consisted of water restriction periods (R_rest) of 8, 11 and 14 days when no water was supplied, followed each by 14 days of recovery (R_fc) with irrigation up to field capacity (θfc=32.4%). The remaining four plants per accession belonged to the non-primed (control) group and were constantly irrigated. Four stress memory descriptive variables were designed: delayed-senescence index (ISR), foliar area ratio (RAF), leaf-minus-air temperature ratio (RDT) and carbon isotopic discrimination ratio (RDI). To evaluate drought tolerance development, memory-induced drought tolerance index (ITSM) was calculated from stress memory descriptive variables and the drought susceptibility index (DSI). In total, 20 accessions presented early flowering, 18 with late flowering and 21 without flowering. Delayed senescence, increased leaf area and better leaves thermoregulation and gas exchange of the primed individuals compared to non-primed were the memory mechanisms identified in this study. It was found that 49.2 per cent of the total accessions developed drought tolerance (ITSM > 2.0) in a genotype-dependent manner. Two drought tolerance mechanisms were observed: drought escape (late senescence and increased leaf area) in early flowering accessions mainly and drought avoidance (optimization of gas exchange and leaf transpiration) in accessions with late and absent flowering, mainly. Finally, the examined genotypes showed a clear diversity in their physiological response to memory induction to develop water stress tolerance.