Plant Physiology, January 2004, Vol. 134, pp. 401-408
WHOLE PLANT AND ECOPHYSIOLOGY
Las Paredes Xilemáticas de
Acículas de Pino Colapsan Bajo
Estrés Hídrico
Hervé Cochard, Fabienne Froux, Stefan Mayr and Catherine Coutand
• Antonelli, Julieta
• Jeshen, Ingrid
• Laserna, María Paula
• León, Mariana
• Pergolesi, Fernanda
• Sanchez, Sabrina
Transporte del agua en el Xilema: un flujo masivo
Teoría de Tensión - Cohesión
Limitaciones del Xilema
• Colapso de las Paredes
• Cavitación
Objetivos del trabajo
* Analizar en 4 especies de pino los patrones de cavitación y
el colapso de las paredes celulares del xilema durante estrés
hídrico.
* Para ello se utiliza el hecho de que las estructuras del xilema en
coníferas son bastante homogéneas y regulares, facilitándose de
esta manera los cálculos.
* Los patrones de colapso y cavitación de traqueidas
observados a través de diferentes metodologías, fueron
comparados con patrones de cierre de estomas y regulación
de la pérdida de agua durante sequías.
Pinus cembra
Pinus mugo
Pinus nigra
Pinus sylvestris
Anatomía del xilema
La dimensión de las traqueidas varía
significativamente entre las 4 especies de pino
estudiadas.
La relación (t/b)2 corresponde a un estimativo de
la resitencia de la pared celular a curvarse.
Cuanto mayor es esta relación, más resistente es
la pared celular.
t = grosor de la pared celular
b = lumen celular
Corte Transversal de Acícula de Pino
Tabla 1
Especies Alpinas
P. mugo y P. cembra, poseen paredes celulares más resistentes a
la curvatura.
Fig. 1
Corte transversal de acícula
de pino (vista en SEM)
Pinus cembra
Pinus nigra
Fig. 2
•Coeficiente isoperimétrico
(Q) patrón de deformación de
la pared de traqueidas
Q= 4.π.A.P-2
•Para todas las especies, el
perímetro de las traqueidas y
la presión del xilema no se
correlacionan
estadísticamente
•Por encima de Pcolapso, Q
permanece constante
•El colapso de la pared ocurre
sólo cuando la Pxilema está por
debajo del valor umbral
Pcolapso. Esto ocurre hasta la
Pcavitación.
Fig. 3
Cambio del Q de las traqueidas durante la rehidratación de la hoja
•P. nigra fue rehidratada
antes de frizarla y las
paredes colapsadas fueron
recuperadas en minutos.
•Luego de la rehidratación,
los valores de Q no
presentan diferencias
significativas con el
control.
Fig. 4
Traqueida
Embolizada
Acículas Deshidratadas en
Maceta
Acículas Deshidratadas en
Mesada
X
X
Entonces,
• A < t/b
• Paredes
> Vulnerabilidad.
Determinan riesgo de colapso (PColapso)
No determinan valor umbral de cavitación
(PCavitación).
• El colapso de las paredes evita o retrasa la cavitación.
Fig. 5
-Colapso
-Cavitación
vs
-Cierre de estomas Transpiración
Árboles
jóvenes
años)
de
Cociente
isoperimétrico
Responde
como(2las
especies
P.nigra
en macetas.
que evaden
la desecación
•1º colapsan lados de paquete
Sometidos
a un
de sequía.
vascular
•Cierre
de ciclo
estomas
5 días
a capacidadlas
detraqueidas
campo
• Al final
delhay
tratamiento
•No
diferencias ente
están colapsadas
transpiración noche-día
35 días de sequía
• Los valores de Q se reestablecen
rápidamente
12 días a capacidad de campo
x
x
x
x
x
x
Con savia
x
x
x
Cierre de estomas en respuesta a
señal hidráulica
• Sequía - cierre de estomas -reducción
pérdida agua
• Señal: cavitación temprana en hojas?- En
este estudio no
• Señal:cavitación en el tallo?
• El colapso (reducción lumen) aumenta la
resistencia hidráulica de las traqueidas
Tiempo entre los eventos
r2=0.93
Colapso en las hojas, un evento más
Fig. 6
temprano que la cavitación en tallo.
x
x
•Cierre de estomas sin
embolismo
•Señal temprana
•Transpiración
(promedio
de traqueidas
colapsadas)
•% de pérdida de
•Minimiza
riesgo
de
conductancia
(embolia
disfunción
(Por suceder
tallo – colapso
de en
el extremo del sistema
paredes)
xilemático)
•Enrecuperación
función de Ψpuede
hoja
•La
durante
el con
ciclolas
de
ocurrir
aún
sequía muy
presiones
negativas contrario a
las disfunciones por
cavitación.
Conclusiones
* Los conductos xilemáticos en hojas de pino están sujetas a
colapsamiento luego de sufrir deshidratación.
* La vulnerabilidad al colapsamiento parece estar relacionada
con la anatomía de las traqueidas.
* El colapsamiento de la pared celular induce un cambio drástico
en la conductancia del xilema, siendo esto rapidamente
reversible luego de la rehidratación.
* Aún no se sabe si estos descubrimientos son específicos de
los pinos, o se aplican a otras especies de plantas.
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