Respuestas al estrés por calor en los cultivos. I. Aspectos moleculares, bioquímicos y fisiológicos

Abstract

El objetivo de esta revisión fue integrar los mecanismos por los cuales las plantas responden al estrés por calor a lo largo del continuo suelo-planta-atmósfera, desde una perspectiva agronómica. Esta revisión presenta las bases fisiológicas del estrés por calor, para lo cual se examinaron las temperaturas óptimas y los umbrales de estrés por calor en los cultivos, las metodologías para su estudio, y las respuestas moleculares, bioquímicas y fisiológicas de las plantas a altas temperaturas. Se describe el efecto de las altas temperaturas sobre la estructura y el metabolismo celular, la respiración y la aclimatación de la Q10, la estabilidad de las membranas, la acumulación de osmolitos compatibles, la producción de pigmentos y metabolitos secundarios, la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) y enzimas antioxidantes, la producción de proteínas de estrés, y el efecto sobre la fotosíntesis y la partición de asimilados. Además, se discuten los cambios hormonales que regulan la respuesta de las plantas en el campo, su señalización y la aclimatación al estrés térmico.

The objective of this review was to integrate the mechanisms by which plants respond to high temperature stress along the soil-plant-atmosphere continuum, from an agronomic perspective. The review presents the physiological basis underlying thermal stress, for which the optimum and threshold temperatures of crops are examined, along with methodologies for its study and the molecular, biochemical and physiological responses of plants to high temperature. The effects of high temperatures on cell ultrastructure and metabolism, respiration, the acclimation of Q10, membrane stability, accumulation of compatible osmolites, production of pigments, secondary metabolites and stress proteins, production of reactive oxygen species (ROS) and antioxidant enzymes, and the effects on photosynthesis and assimilate partitioning are examined. Hormonal changes and signaling regulating plant responses in the field, and the acclimation to temperature stress are also discussed.