Caracterización de las respuestas del metabolismo fotosintético CAM (metabolismo ácido de las crasuláceas) a la temperatura, radiación solar y estrés hídrico en Agave cupreata (Trel. & Berger)

Abstract

A. cupreata is an endemic plant of Michoacán and Guerrero. In the present work the photosynthesis responses to the radiation, the temperature and the water status of the plant were studied. Four experiments were carried out, which focused mainly on characterizing the responses of the gas exchange cycle (transpiration and CO2 absorption) to different conditions. For this, a new measurement system was used, which was designed in the plant nutrition laboratory of the IIAF. In the first experiment two plants were used (one acclimatized in the shade and the other in the sun), and only CO2 absorption data were obtained. In the second, four leaves of a larger plant (10 years old) were used, and complete gas exchange measurements were obtained for 9 days. In the third experiment, acclimated plants were compared to the sun and shade and their responses to light changes. Gas exchange was monitored and fluorescence and titratable acidity (TA) changes were measured on the leaves. In the fourth experiment, the same plants of the third experiment were left unpermitted for three months and were used to monitor the exchange of gases under conditions of water stress and during their rehydration after irrigation. Before and after irrigation, titratable acidity and fluorescence were also measured. It was found that A. cupreata seems to have an imperfect regulation of the different processes of the CAM cycle, which under different conditions leads during the day to a mismatch in CO2 metabolism and in some conditions to a loss of CO2 set during the previous night. These conditions appear to be very high temperatures during the day, and / or insufficient levels of solar radiation during the morning.

A. cupreata es una planta endémica de Michoacán y Guerrero. En el presente trabajo se estudiaron las respuestas de fotosíntesis a la radiación, la temperatura y el estado hídrico de la planta. Se realizaron 4 experimentos, que se enfocaron principalmente en caracterizar las respuestas del ciclo de intercambio de gases (transpiración y absorción de CO2) a diferentes condiciones. Para ello, se utilizó un nuevo sistema de medición, que se diseñó en el laboratorio de nutrición vegetal del IIAF. En el primer experimento se utilizaron dos plantas (una aclimatada a la sombra y otra al sol), y solo se obtuvieron datos de absorción de CO2. En el segundo, se utilizaron cuatro hojas de una planta más grande (10 años de edad), y se obtuvieron mediciones completas de intercambio de gases durante 9 días. En el tercer experimento, se compararon plantas aclimatadas al sol y a la sombra y sus respuestas a cambios de iluminación. Se siguió el intercambio de gases y se midió la fluorescencia y los cambios de acidez titulable en las hojas. En el cuarto experimento las mismas plantas del tercer experimento se dejaron sin regar durante tres meses y se utilizaron para monitorear el intercambio de gases en condiciones de estrés hídrico y durante su rehidratación, después del riego. Antes y después del riego se midieron además la acidez titulable y la fluorescencia. Se encontró que A. cupreata parece tener una regulación imperfecta de los diferentes procesos del ciclo CAM, que en diferentes condiciones lleva durante el día a un desajuste en el metabolismo del CO2 y en algunas condiciones a una pérdida del CO2 fijado durante la noche anterior. Estas condiciones son, al parecer, temperaturas muy altas durante el día, y/o niveles insuficientes de radiación solar durante la mañana.