Efecto de la aplicación de yodo sobre el metabolismo redox y expresión génica en tomate (Solanum lycopersicum L.). - Medrano Macías, Julia Rosa (2017)
El yodo es un elemento catalogado como no esencial para las plantas terrestres, pero para los humanos es esencial en el metabolismo de la tiroides y desarrollo de habilidades cognitivas; por lo que un gran número de investigaciones se han llevado a cabo con el propósito de incrementar la concentración del yodo en plantas de amplio consumo, obteniéndose buenos resultados como los demostrados en papa, col, tomate, lechuga, espinaca entre otras. Logrando un gran potencial para mitigar el déficit en la ingesta de este elemento. Adicionalmente y de modo poco explorado se ha observado que la absorción de yodo, induce efectos benéficos relacionados con un incremento en el crecimiento, capacidad antioxidante y tolerancia a estrés oxidativo en las plantas terrestres. Por lo que esta faceta del uso del yodo pudiera incentivar el interés del uso agronómico en los cultivos, brindando ventajas adicionales a las de la biofortificación. El objetivo de la presente investigación es aportar conocimiento acerca del efecto del yodo sobre el crecimiento, los antioxidantes, los minerales y la expresión génica en diferentes estadios de las plantas de tomate. Para lograr tal objetivo se experimentó con plantas de tomate cultivadas en dos ciclos; el primero con plántulas muestreadas a los cincuenta y seis días posteriores a la siembra, a las cuales se les aplicó yodo en forma de KI y KIO3 a concentraciones 1x10-6 M diariamente y 1x10-4 M en forma quincenal, bajo un diseño experimental completamente al azar. A estas plántulas se les midió el crecimiento bajo las variables de biomasa total, número de hojas y altura. Así mismo se analizaron en el tejido foliar antioxidantes enzimáticos como SOD, CAT, APX y GPX y no enzimáticos GSH, ASC y fenoles totales. Finalmente fue cuantificado el gen SOD1 mediante PCR punto final. El segundo ciclo se llevó a cabo con plantas muestreadas a los cien días posteriores al trasplante, bajo un diseño experimental factorial, evaluándose cuatro factores; concentración (0,1 y 100 µM), especie química (KI y KIO3), forma de aplicación (foliar y sustrato) y tiempo de aplicación (diario y quincenal). A estas plantas se les analizó el crecimiento en términos de biomasa total, altura, número de hojas y rendimiento del fruto. Se cuantificaron antioxidantes enzimáticos y no enzimáticos y minerales esenciales en las hojas y frutos. En el primer ciclo, los resultados obtenidos con las plántulas de tomate mostraron que el yodo aplicado en forma de IO3 - o I- a una concentración de 1 µM (0.126 mg L1 ) directo al sustrato diariamente incrementó la biomasa total de 0.93 g. correspondientes al testigo a 2.25 y 2.26 g. respectivamente, sin tener afectaciones sobre los antioxidantes o la expresión del gen SOD, sin embargo, dos tratamientos de aplicación quincenal (I F y I S) y dos tratamientos de aplicación diaria (IO3 F y I F) mostraron una reducción en la actividad enzimática de SOD de 45.45% al 6.39, 17.77, 20.86 y 19.4% respectivamente. Así mismo se observó un incremento en los antioxidantes ascorbato de 18.17 a 41.69 mg L-1 y glutatión de 5.65 mg L-1 a 10.47 mg L-1 tras la aplicación diaria de yoduro foliar, sugiriendo una neutralización directa del yodo sobre los radicales superóxido. Finalmente, los tratamientos con I - de aplicación foliar y IO3 - al sustrato aplicados cada 15 días mostraron un incremento un incremento de seis veces y media en la densidad relativa en la expresión del gen SOD sin obtener la misma respuesta sobre la actividad de dicha enzima. Se recomendó la aplicación de IO3 - 1 µM por aspersión foliar cada 15 días para obtener plántulas con una mejora en el metabolismo redox sin afectación sobre el crecimiento. En el segundo ciclo, los resultados obtenidos en las plantas adultas evidenciaron que el crecimiento y la producción de fruto fueron favorecidos con la aplicación de yodo a una concentración de 100 µM (12.6 mg L-1 ) en forma de IO3 - por aspersión foliar cada 15 días. Los antioxidantes se encontraron incrementados en las hojas con la aplicación de yodo 100 µM en forma de Idirectamente al sustrato de forma diaria, mientras que el mismo efecto ocurrió en los frutos con la aplicación 100 µM de Ien forma foliar cada 15 días. En los minerales se evidenció un incremento en la concentración con la aplicación de yodo 100 µM en forma de IO3 - directamente al sustrato en forma diaria, mientras en los frutos la forma de aplicación que mostró tal efecto benéfico fue el de 100 µM en forma de IO3 - por aspersión foliar diariamente.