Respuesta fisiológica y acumulación de cadmio en cacao (Theobroma cacao L.) bajo déficit hídrico
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Type
Trabajo de grado - Maestría
Document language
EspañolPublication Date
2023Metadata
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El riesgo de sequía debido a la variabilidad climática y la presencia de cadmio (Cd) en el suelo es común en zonas cacaoteras alrededor del mundo. Hasta el momento no se encuentran estudios publicados sobre la acumulación de Cd en condiciones de déficit hídrico. Esta investigación tuvo como objetivo evaluar la respuesta fisiológica y la acumulación de cadmio en plantas de cacao bajo déficit hídrico. El estudio se realizó en casa de mallas en el Centro de Investigación Nataima de AGROSAVIA, municipio El Espinal, Tolima. Se utilizaron materiales con potencial como portainjertos de cacao, dos progenies (A2 y 1233) de hermanos completos obtenidas mediante cruzamiento dirigido, y un genotipo ampliamente utilizado como patrón en Colombia (IMC 67). Se analizaron diversos parámetros, incluyendo aspectos hídricos, de crecimiento, fisiológicos, bioquímicos y la acumulación de Cd en plantas de 7 meses de edad. Estas plantas crecieron en un suelo contaminado con Cd, sin añadir fuentes externas del metal, con una concentración inicial de Cd soluble de 0,356 mg kg-1. Se sometieron a déficit hídrico mediante la suspensión de riego durante períodos consecutivos de 19 y 27 días (D19 y D27), y luego se rehidrataron para evaluar su potencial de recuperación al estrés hídrico. El estrés hídrico redujo el potencial hídrico de las hojas (Ψhoja) con valores entre -1,51 y -2,09 MPa, siendo la progenie 1233 la más tolerante. Sin embargo, la recuperación de variables de intercambio gaseoso, el potencial hídrico y los pigmentos fotosintéticos tras la rehidratación, sugiere que las tres progenies poseen la capacidad de tolerar los niveles de estrés evaluados. La acumulación de Cd varió entre progenies, no entre niveles de estrés. La concentración de Cd se vio influenciada por la reducción de la biomasa (A2 y 1233) y la tasa de transpiración (IMC 67) causada por el déficit hídrico. La combinación de estrés hídrico y Cd estuvo relacionada con el contenido de clorofilas, el estrés oxidativo y acumulación de prolina en las hojas. Las progenies A2 y 1233 acumularon más Cd en la planta que IMC 67, con mayor concentración en las hojas. El factor translocación (FT) mostró que los órganos aéreos de las tres progenies estaban enriquecidos con Cd (FT>4). El déficit hídrico incrementó la translocación de Cd desde las raíces en A2 e IMC 67, a pesar de que este último acumuló menos Cd, mientras que en 1233 no hubo cambios significativos. La progenie 1233 se destacó como el portainjerto más prometedor debido a su tolerancia al estrés hídrico y estabilidad en la acumulación de Cd. (Texto tomado de la fuente)Resumo
The risk of drought due to climate variability and the presence of cadmium (Cd) in the soil is common in cocoa-producing areas worldwide. Currently, there are no published studies on Cd accumulation under water deficit conditions. This research aimed to evaluate the physiological response and cadmium accumulation in cocoa plants under water deficit. The study was conducted in a nursery at the Nataima Research Center of AGROSAVIA, in El Espinal municipality, Tolima. Two potential cocoa rootstock materials, progenies A2 and 1233 from controlled crosses, and a commercially used rootstock genotype in Colombia (IMC 67), were used. Various parameters, including water-related aspects, growth, physiological, biochemical, and Cd accumulation in 7-month-old plants, were analyzed. The plants were grown in Cd-contaminated soil without the addition of external sources of the metal, with an initial soluble Cd concentration of 0.356 mg kg-1. They were subjected to water deficit by suspending irrigation for consecutive periods of 19 and 27 days (D19 and D27) and then rehydrated to assess their potential for water stress recovery. Water deficit reduced leaf water potential (Ψleaf) with values between -1.51 and -2.09 MPa, with progeny 1233 being the most tolerant. However, the recovery of gas exchange variables, water potential, and photosynthetic pigments after rehydration suggests that all three genotypes have the capacity to tolerate the stress levels evaluated. Cd accumulation varied among progenies, not among stress levels. The Cd concentration was influenced by biomass reduction (A2 and 1233) and transpiration rate (IMC 67) caused by water deficit. The combination of water deficit and Cd was associated with chlorophyll content, oxidative stress, and proline accumulation in the leaves. Progenies A2 and 1233 accumulated more Cd in the plant than IMC 67, with higher concentration in the leaves. The translocation factor (TF) indicated that the above-ground organs of all three progenies were enriched with Cd (TF>4). Water deficit increased Cd translocation from the roots in A2 and IMC 67, despite the latter accumulating less Cd, while 1233 showed no significant changes. Progeny 1233 stood out as the most promising rootstock due to its water stress tolerance and stable Cd accumulation.Keywords
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