Post invitado por el Danielle Marías, La Universidad Estatal de Oregon.
Los sistemas de transporte de agua de las plantas desde las raíces hasta los tallos y las hojas están bajo presión negativa debido a la tensión en la columna de agua. Esto es causado por la pérdida de agua a través de los estomas (pequeños poros en las hojas) y es impulsado por la sequedad de la atmósfera, como lo describe la teoría de la cohesión-tensión. Esta tensión o presión negativa pone a las plantas en riesgo de cavitación. La cavitación es la conversión del agua de líquido a vapor y puede resultar en un vaso lleno de gas (embolizado) o traqueida que ya no transporta agua. Por lo tanto, la resistencia a la cavitación es crucial para hacer frente y sobrevivir a la sequía.
Los métodos para evaluar la resistencia a la cavitación han sido muy debatidos. Se ha sugerido que el método de centrífuga estándar, el método más común y eficiente para medir la resistencia a la cavitación, puede tener artefactos metodológicos y no es apropiado para las raíces. Para investigar esto, Pratt y cols. (2015) comparó el método de centrífuga estándar con otros dos tipos independientes de mediciones de cavitación en las raíces. Este convincente estudio sugirió que el método de centrífuga estándar mide con precisión la resistencia a la cavitación y es apropiado para medir la resistencia a la cavitación en las raíces. Debido a que las raíces son generalmente más vulnerables a la cavitación y la embolia que los tallos y las hojas, los estudios que miden con precisión la cavitación de la raíz son vitales para comprender las respuestas de las plantas a la sequía, ya que la gravedad y la frecuencia de la sequía pueden aumentar con el cambio climático. La resistencia a la sequía y los temas relacionados con el funcionamiento hidráulico de los árboles también se tratarán en el próximo número especial de Fisiología de los árboles.
Pratt, RB, MacKinnon, ED, Venturas, MD, Crous, CJ y Jacobsen, AL (2015) La resistencia de las raíces a la cavitación se mide con precisión mediante una técnica centrífuga. Fisiología del árbol, 24 de febrero de 2015 doi: 10.1093/treephys/tpv003
Resumen
Las plantas transportan agua bajo presión negativa y esto hace que su xilema sea vulnerable a la cavitación. Entre los órganos de las plantas, el xilema de la raíz suele ser muy vulnerable a la cavitación debido al estrés hídrico. Se supone que el uso de métodos centrífugos para estudiar órganos, como las raíces, que tienen vasos largos, produce estimaciones erróneas de la resistencia a la cavitación debido a la presencia de vasos abiertos a través de las muestras medidas. La suposición de que las raíces tienen vasos largos puede ser prematura ya que los datos sobre la longitud de los vasos de la raíz son escasos; además, estudios recientes no han respaldado la existencia de un artefacto de vaso largo para los tallos cuando se utilizó una técnica de centrifugación estándar. Examinamos la resistencia a la cavitación estimada utilizando una técnica de centrífuga estándar y comparamos estos valores con las mediciones de embolia nativas para raíces de siete especies leñosas cultivadas en un jardín común. Para una especie, también medimos la vulnerabilidad usando inyección de aire en un solo recipiente. Encontramos una excelente concordancia entre la embolia nativa de la raíz y los niveles de embolia medidos mediante una técnica de centrifugación, y con las estimaciones de siembra de aire de la inyección de un solo vaso. Las estimaciones de la resistencia a la cavitación medidas a partir de las curvas centrífugas fueron biológicamente significativas y se correlacionaron con los potenciales hídricos mínimos de campo, el diámetro del vaso (VD), la conductividad máxima específica del xilema (Ksmax) y la longitud del vaso. Las raíces no tenían vasos inusualmente largos en comparación con los tallos; además, la longitud de los vasos de la raíz no se correlacionó con la VD ni con la longitud de los vasos de los tallos. Estos resultados sugieren que la resistencia a la cavitación de la raíz se puede medir con precisión y eficiencia utilizando un método de centrífuga estándar y que las raíces son muy vulnerables a la cavitación. El papel de la resistencia a la cavitación de la raíz en la determinación de la tolerancia a la sequía de las especies leñosas merece más estudio, particularmente en el contexto del cambio climático.
