El dicho “El arroz es vida” hace referencia a su importancia y al hecho de que el arroz alimenta a la mitad del mundo. El tercer estrés ambiental más limitante para el arroz es la inmersión (p. ej., toda la planta bajo el agua). Algunos genotipos de arroz limitan estratégicamente la elongación del tallo y entran en el síndrome de quiescencia con poco oxígeno para mantener su suministro de energía durante la inmersión y la recuperación posterior a la inmersión.
Un grupo de siete científicos dirigido por los doctores Chakraborty y Akankhya Guru ICAR- Instituto Nacional de Investigaciones del Arroz (India) y la Universidad Agrícola Indira Gandhi (India), estudió la importancia de los antecedentes genéticos, la película de gas de la hoja y la hidrofobicidad de 12 genotipos de arroz mientras los sumergíaLos investigadores encontraron que los genotipos de arroz con genes SUB1 tienen una película de gas foliar más gruesa y más cera epicuticular en comparación con los genotipos que no son SUB1, lo que permite la diferenciación de variedades tolerantes a la inmersión.
Las hojas de arroz están cubiertas por una forma de cera hidrofóbica que crea una película de gas de hoja. Esta película ayuda con la respiración y la fotosíntesis bajo el agua. Las plantas de arroz tienen la película de gas foliar más gruesa en ambos lados de las hojas entre todos los cultivos de cereales. El gen clave para la tolerancia a la inmersión es SUB1A-1 dentro de la región SUB1 QTL. El gen suprime la acción de la hormona vegetal etileno que restringe el alargamiento del tallo.
Los investigadores cultivaron 12 genotipos de arroz en 2017 y 2018 en ICAR. En total, se sumergieron bajo 240 cm de agua 25 macetas que contenían tres plantas de 100 días. La película de gas de la hoja se eliminó de la mitad de las macetas cepillando las hojas con bolas de algodón empapadas en tensioactivo TritonX-100. Después de 14 días de inmersión, se midió el espesor de la película de gas de la hoja, la porosidad del tejido y la densidad de la hoja. La tasa de agotamiento de la película de gas de la hoja se midió en siete días consecutivos de cada genotipo por separado junto con la hidrofobicidad de la hoja y el contenido de cera epicuticular. Los investigadores también registraron la supervivencia de las plantas, la capacidad de elongación, el etileno y el contenido total de clorofila. Genotipado y expresión génica de los Película de gas de hoja1 (LGF1) El gen asociado con la biosíntesis epicuticular se utilizó para diferenciar también los genotipos tolerantes y susceptibles a la inmersión.
Todos los 12 genotipos tenían la región SUB1 QTL pero seis de ellos tenían el gen SUB1. El espesor de la película de gas de la hoja fue significativamente mayor en los genotipos SUB1, pero la porosidad de la hoja y la densidad de la hoja no mostraron patrones claros entre los genotipos. Al quinto día de inmersión, la película de gas de la hoja desapareció en los genotipos no SUB1, mientras que los genotipos SUB1 retuvieron la película por más tiempo. El contenido de cera epicuticular y la expresión de su gen responsable también fueron claves para diferenciar los genotipos tolerantes a la inmersión. La eliminación de la película de gas de la hoja redujo la supervivencia de las plantas y alteró significativamente los niveles de producción de etileno en estos genotipos.
"La inducción más rápida de genes inducidos por sumersión y una mayor acumulación de etileno tras la eliminación de LGF sugiere que la presencia de LGF no solo actúa como una barrera física para la percepción del estrés, sino que también sirve como medio para la ventilación de etileno durante el período de sumersión", Chakraborty, Guru y colegas. escribió. "Por lo tanto, su eliminación da como resultado la pérdida parcial de la conocida función de reposo de SUB1 y la capacidad general de tolerancia a la inmersión en el arroz".
