Efecto de la aplicación exógena de brasinoesteroides sobre el crecimiento, fotosíntesis y respuestas bioquímicas del tomate de árbol (Solanum betaceum Cav.) bajo condiciones de anegamiento

Abstract

El tomate de árbol (Solanum betaceum Cav.) es una especie frutal andina de importancia económica y nutricional. Sin embargo, su desarrollo se ve afectado por eventos de precipitación extrema que causan anegamiento del suelo. Según una revisión sistemática realizada en el estado del arte, el tomate de árbol es una especie poco estudiada en cuanto a su respuesta a este tipo de estrés. Además, estos eventos suelen coincidir con periodos de baja radiación, generando dos condiciones de estrés. En este contexto, el Capítulo 1 evaluó los efectos de distintos períodos de inundación bajo condiciones de sombrío, encontrando que la especie es altamente susceptible al anegamiento, presentando una reducción progresiva en parámetros fisiológicos y de crecimiento a partir de dos días de estrés. A los cuatro días de inundación, los efectos fueron severos, y a los seis días se presentó muerte celular, sin posibilidad de recuperación. Se identificó además que la fase de re-oxigenación del suelo es crítica, ya que acentúa los daños sufridos por las plantas. En el Capítulo 2, se exploró la aplicación foliar de brasinoesteroides (BR) como una estrategia para mitigar los efectos del anegamiento. Los resultados mostraron que el análogo espirostánico D1-31, en dosis de 3 µM, promovió respuestas bioquímicas y fisiológicas positivas, como la acumulación de osmoprotectantes (prolina y azúcares solubles), el mantenimiento del contenido de pigmentos fotosintéticos y mejoras en la eficiencia fotosintética, asimilación de CO2, el potencial hídrico foliar y la protección del fotosistema II, durante y después del estrés. Estos efectos permitieron una mayor recuperación del crecimiento aéreo. En conjunto, estos hallazgos sugieren que el uso de BR puede ser una herramienta valiosa en el manejo agronómico del tomate de árbol frente a inundaciones, contribuyendo a fortalecer la resiliencia del cultivo en escenarios de cambio climático. (Texto tomado de la fuente)

The tree tomato or tamarillo (Solanum betaceum Cav.) is an Andean fruit species of economic and nutritional importance. However, its development is affected by extreme precipitation events that cause soil flooding. According to a systematic review conducted in Chapter 1, the tree tomato is a poorly studied species in terms of its response to this type of stress. Furthermore, these events often coincide with periods of low radiation, creating two stress conditions. In this context, Chapter 1 evaluated the effects of different flooding periods under shading conditions, finding that the species is highly susceptible to flooding, showing a progressive reduction in physiological and growth parameters after two days of stress. After four days of flooding, the effects were severe, and after six days, cell death occurred, with no possibility of recovery. It was also identified that the soil re-oxygenation phase is critical, as it exacerbates the damage suffered by the plants. In Chapter 2, the foliar application of brassinosteroids (BR) was explored as a strategy to mitigate the effects of flooding. The results showed that the spirostanic analogue D1-31, at a dose of 3 µM, promoted positive biochemical and physiological responses, such as the accumulation of osmoprotectants (proline and soluble sugars), the maintenance of photosynthetic pigment content, and improvements in photosynthetic efficiency, CO2 assimilation, foliar water potential, and protection of the photosystem II, during and after stress. These effects allowed for a greater recovery of aerial growth. In conclusion, these findings suggest that BR can be a valuable tool in the agronomic management of tree tomato in the face of flooding, helping to strengthen the crop's resilience in climate change scenarios.

O tomateiro-árvore (Solanum betaceum Cav.) é uma espécie frutífera andina de importância econômica e nutricional. No entanto, seu desenvolvimento é afetado por eventos de precipitação extrema que causam o encharcamento do solo. De acordo com uma revisão sistemática realizada no estado da arte, o tomateiro-árvore é uma espécie pouco estudada quanto à sua resposta a esse tipo de estresse. Além disso, esses eventos costumam coincidir com períodos de baixa radiação, gerando duas condições de estresse. Nesse contexto, o Capítulo 1 avaliou os efeitos de diferentes períodos de inundação sob condições de sombreamento, constatando que a espécie é altamente suscetível ao encharcamento, apresentando redução progressiva nos parâmetros fisiológicos e de crescimento a partir de dois dias de estresse. Após quatro dias de inundação, os efeitos foram severos e, após seis dias, ocorreu morte celular, sem possibilidade de recuperação. Também se identificou que a fase de reoxigenação do solo é crítica, pois acentua os danos sofridos pelas plantas. No Capítulo 2, explorou-se a aplicação foliar de brassinoesteroides (BR) como uma estratégia para mitigar os efeitos do encharcamento. Os resultados mostraram que o análogo espirostânico D1-31, na dose de 3 µM, promoveu respostas bioquímicas e fisiológicas positivas, como o acúmulo de osmoprotetores (prolina e açúcares solúveis), a manutenção do conteúdo de pigmentos fotossintéticos e melhorias na eficiência fotossintética, assimilação de CO₂, potencial hídrico foliar e proteção do fotossistema II, durante e após o estresse. Esses efeitos permitiram uma maior recuperação do crescimento da parte aérea. Em conjunto, esses achados sugerem que o uso de BR pode ser uma ferramenta valiosa no manejo agronômico do tomateiro-árvore frente às inundações, contribuindo para fortalecer a resiliência da cultura em cenários de mudanças climáticas.