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Title: Efecto de exposición a ozono y metil jasmonato en el crecimiento de plantas de algodón pima (Gossypium barbadense) y en la integridad nuclear de sus células radiculares y foliares
metadata.dc.creator: CÉSAR AGUILAR PÉREZ
Keywords: BIOLOGÍA Y QUÍMICA;CIENCIAS DE LA VIDA
metadata.dc.date: Oct-2015
Description: El ozono en la estratósfera funciona como un escudo protector contra los rayos ultravioleta. En la troposfera, el ozono (O3) es considerado como el contaminante atmosférico secundario de mayor relevancia, y se forma cuando el monóxido de nitrógeno en conjunto con el oxígeno reacciona en presencia de luz solar. Al igual que otros contaminantes atmosféricos, el O3 se transporta a través de las corrientes de aire llegando incluso a áreas alejadas al lugar donde se formó. En las plantas entra a través de los estomas causando diversos daños fisiológicos que finalmente se traducen en pérdida de biomasa y rendimiento. A nivel celular sus efectos aún no están bien identificados. En cultivos altamente susceptibles como el algodón existe un gran interés por conocer los mecanismos de acción del O3 así como las posibles estrategias para modular sus efectos. El presente estudio tuvo como objetivo evaluar, en plantas de algodón Pima, el efecto del O3 tanto a nivel celular como fisiológico, así como la posible mitigación de esos efectos por la hormona metil-jasmonato. Las plantas se expusieron a concentraciones de 4, 59 y 114 ppb de O3 en cámaras cerradas bajo condiciones de invernadero. El tratamiento con metil-jasmonato (95%) se llevó a cabo mediante seis aplicaciones semanales de 160 ¿l/planta. Los parámetros evaluados fueron fisiológicos y de crecimiento, así como parámetros de integridad nuclear de células foliares y radiculares. Para estos últimos se evaluó la fragmentación de los núcleos celulares empleando electroforesis unicelular alcalina. Los resultados nos muestran que a medida que la concentración de O3 aumenta, la fotosíntesis, conductividad estomatal, respiración radicular; así como el crecimiento y biomasa de las plantas se afectan significativamente. Bajo las condiciones del experimento, la aplicación de metil-jasmonato no moduló los efectos negativos del O3 en los parámetros evaluados. En lo que se refiere a integridad nuclear de las células foliares se observó que la mayor fragmentación nuclear ocurrió a partir de la exposición a 59 ppb de O3. En esta concentración un 37% de las células tuvieron una fragmentación nuclear en el rango del 25 al 100%. En la concentración de 114 ppb el porcentaje de células en este rango fue prácticamente el mismo mientras que en la concentración de 4 ppb fue de un 21%. La integridad nuclear de células radiculares también se vio mayormente afectada en la exposición a 59 ppb de O3. En esta concentración un 17% de las células tuvieron una fragmentación nuclear en el rango del 25 al 100%. En la concentración de 114 ppb el porcentaje de células en este rango fue de un 5% mientras que en la concentración de 4 ppb el porcentaje de células fue prácticamente nulo (0.2%). Estos resultados nos sugieren que a exposiciones de 59 ppb de O3, las células foliares y radiculares de plantas de algodón Pima muestran mayor fragmentación nuclear, sin embargo por alguna respuesta aún no identificada por parte de la planta, la concentración alta (114 ppb) no acentúa el daño nuclear. Los resultados también nos reafirman observaciones previas donde el O3 afecta el crecimiento y fisiología de las plantas de algodón; sin embargo nos indican que bajo estas condiciones experimentales, el metil-jasmonato no modula los efectos negativos del O3.
Ozone in the stratosphere works as shield against UV rays. In the troposphere, is considered as the most relevant secondary atmospheric pollutant and it builds up when the nitrogen monoxide and oxygen react in the presence of solar light. As other atmospheric pollutants, O3 travels through the airstreams affecting even areas that are far away from the buildup location. In plants O3 enters through the stomata causing several physiological deficiencies that finally end up in biomass and yield loss. At cellular level, O3 effects are not yet clearly identified. In highly susceptible crops as cotton, there is a great interest for knowing the actions mechanisms of O3 as well as the possible mitigation strategies to modulate the O3 effects. The present study had the main objective of evaluate, in Pima cotton plants, the effect of O3 at cellular and physiological level, as well as possible mitigation effects with the application of methyl-jasmonate. The plants were exposed to 4, 59 and 114 ppb ozone concentrations in greenhouse O3 exposure chambers. Methyl-jasmonate treatment (95%) was carried out administering 160 ul/plant every week for six consecutive weeks. Growth and physiological parameters were evaluated, as well as nuclear integrity of foliar and root cells. For cell integrity, nuclear fragmentation was evaluated using alkaline single cell gel electrophoresis. Results show that as O3 concentration increases, the photosynthesis, stomata conductance, root respiration, plant growth and plant biomass all get affected significantly. Under the experiment¿s setting, the application of methyl-jasmonate did not modulate the negative effects of O3 exposure in the parameters mentioned above. Concerning the integrity of foliar cells, the higher nuclear fragmentation took place from the 59 ppb O3 exposure. In this concentration, 37% of cells had from 25 to 100% nuclear fragmentation. In the 114 ppb concentration, the percentage of cells in this range (25-100%) was practically the same, whereas in the 4 ppb concentration was 21%. The 59 ppb O3 concentration was also the one that caused more damage in root cells. Under this treatment, 17% off cells had from 25 to 100% nuclear fragmentation. In the 114 ppb concentration, the percentage of cells in this range (25-100%) was 5%, whereas in the 4 ppb concentration was practically zero (0.2%). These results suggest that having O3 exposures of 59 ppb, foliar and root cells show the highest rate of nuclear fragmentation, however and for an unknown response by the plant, the 114 ppb ozone concentration does not accentuates cell damage. Results also restate previous observations where O3 affects growth and physiology of cotton plants; however they also suggest that under these experimental conditions, methyl-jasmonate does not modulate ozone negative effects.
URI: http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/794
Other Identifiers: Algodón
Cotton
Methyl-jasmonate
Metil-jasmonato
Ozone
Ozono
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