Evolución de mecanismos fisiológicos de respuesta al déficit de fe en dos portainjertos de vid

Abstract

En Chile existe una extensa área agrícola, comprendida entre las regiones de Coquimbo y O’Higgins, caracterizada por la presencia de suelos con pH neutro a alcalino (>7,0) y una elevada concentración de carbonatos de calcio y cal activa (10%), en los cuales la carencia de hierro (Fe) representa una de las principales deficiencias nutricionales que afectan a los viñedos injertados. Actualmente, se utilizan distintas estrategias de manejo para hacer frente a tal carencia, tales como el uso de enmiendas acidificantes o aplicaciones de quelatos de Fe al suelo, las cuales están siendo fuertemente cuestionadas debido al elevado costo y los riesgos ambientales asociados a ellas. En tal contexto, el uso de portainjertos de vid tolerantes al déficit de Fe podría representar una estrategia eficaz y sostenible para el control y/o prevención de la clorosis férrica. El objetivo del presente trabajo fue determinar la evolución de respuestas fisiológicas al déficit de Fe en vides cv. Cabernet Sauvignon injertadas sobre los portainjertos 110 Richter (moderadamente tolerante al déficit de Fe) y 3309-C (susceptible al déficit de Fe). El experimento fue establecido en un sistema hidropónico, en el cual las plantas fueron sometidas a una solución nutritiva ½ Hoagland continuamente aireada con 0 μM o 50 μM de Fe-EDTA, por 18 y 32 días. Los resultados de la investigación indicaron que, durante el primer período del experimento (18 días de tratamiento), el déficit de Fe redujo la fotosíntesis neta foliar en las vides injertadas sobre ambos portainjertos, sin alterar el contenido de clorofila en ellas. Además, el déficit de Fe incrementó la actividad de las enzimas PEPC y NADP+-IDH y la concentración de ácido málico y ácidos orgánicos totales en los extractos de raíces de ambos portainjertos. Por otra parte, durante tal período no se registraron diferencias relativas al nivel de Fe en el crecimiento del brote principal y la biomasa de las plantas. Luego de la exposición de las plantas a una carencia de Fe prolongada (32 días), las plantas injertadas sobre 110 Richter respondieron al déficit de Fe mediante una reducción en el largo del brote principal, mientras tal reducción no fue observada en las vides injertadas sobre 3309-C. Adicionalmente, a los 32 días del experimento el déficit de Fe redujo la fotosíntesis neta y el contenido de clorofila en las plantas injertadas sobre 3309-C, sin modificar tales parámetros en las plantas injertadas sobre 110 Richter. En conclusión, los resultados obtenidos revelaron diferencias significativas entre las combinaciones de variedad/portainjerto sometidas a experimentación, en la severidad e intensidad de los síntomas de déficit de Fe y sus respuestas fisiológicas ante tal carencia nutricional.

In Chile, there is an extended area between Coquimbo and O’Higgins regions, characterized by the presence of alkaline soils (pH > 7,0) and high concentrations of active lime (10%), in which iron (Fe) deficiency is one of the main nutritional deficiencies in grafted vineyards. Currently, the most widespread management techniques to face Fe deficiency, are the use of acidifying amendments or the application of Fe-chelates to the soil, which are being strongly questioned due to the and high costs and environmental risks associated to such techniques. In such context, the use of Fe deficiency tolerant rootstocks may be an effective and sustainable strategy to prevent Fe chlorosis. The present work aimed to compare the physiological responses to Fe deficiency in Vitis vinifera L. cv. Cabernet Sauvignon grafted on two Vitis rootstocks with different Fe chlorosis susceptibility: 110 Richter (moderately tolerant) and 3309-C (susceptible). Plants were grown in hydroponic solutions with 50 μM of Fe-EDTA or without Fe. Our data showed that, in a first step (18 days after treatment, DAT), Fe deficiency reduced net photosynthesis in leaves from both variety/rootstock combinations, without modifying leaf chlorophyll concentration. Moreover, Fe deficiency increased the activity of PEPC and NADP+-IDH enzymes and the concentration of malic and total organic acids in roots of both rootstocks. During such period, no differences related to Fe level were recorded in the main shoot length and biomass. After a longer exposure to Fe deficiency (32 DAT), the activity of PEPC and organic acid-linked enzymes in roots of both genotypes remained unaltered. However, at 32 DAT, plants grafted on 110 Richter reacted to Fe deficiency by reducing the main shoot length and biomass, whereas such reduction was not observed in plants grafted on 3309-C. In addition, at 32 DAT Fe deficiency reduced the net photosynthesis as well as the chlorophyll concentration in plants grafted on 3309-C, without modifying these parameters in 110 Richter plants. In conclusion, our results revealed significant differences between the two variety/rootstock combinations in severity of Fe deficiency symptoms and physiological responses.