Tesis por compendio / [ES] El incremento en la concentración de sales en suelos y agua es una de las problemáticas que más amenazan a la humanidad por su efecto directo sobre la productividad de las cosechas. En líneas generales la pregunta a la que queremos contribuir es ¿cómo enfrentarnos a una situación de salinización en un contexto de cambio climático y crecimiento demográfico? Más concretamente estudiamos la problemática en el sureste español desde un enfoque en que los resultados puedan ser explotados en el corto y medio plazo por el sector empresarial. La Región de Murcia es una de las principales zonas productoras del sureste español donde además existen graves problemas de salinización. En la presente tesis doctoral se propone utilizar aguas salinas para riego e investigar las implicaciones de ello a nivel de absorción de agua y nutrientes, estudiando también los cambios fisiológicos en la planta para obtener aplicaciones que permitan el crecimiento económico. En este sentido se abordan dos estrategias: por un lado, el estudio de plantas halofitas, y por otro, la bioestimulación en plantas glicofitas. La mayoría de los cultivos productivos son plantas glicofitas, ven afectadas sus producciones cuando hay elevadas concentraciones de sal en el medio de cultivo. Por el contrario, las plantas halofitas han desarrollado diferentes mecanismos para resistir los efectos negativos de la salinidad. Es por ello que la explotación directa de halofitas se ha identificado como una salida económica para las zonas afectadas. Otra forma de mitigación de los efectos del cambio climático es el desarrollo de la bioestimulación para incrementar la resistencia a estreses o para incrementar la concentración de compuestos bioactivos en los alimentos. Para los estudios realizados, se seleccionaron 6 especies vegetales que fuesen representativas de los diferentes comportamientos frente a la salinidad, que fuesen propias de la localización seleccionada (Región de Murcia) y de interés para la empresa promotora del proyecto de investigación (Sakata Seed Ibérica). Las especies estudiadas fueron: Brassica oleracea L., Brassica rapa L., Cakile maritima, Salicornia fruticosa y Atriplex halimus. El primer objetivo se centró en el análisis de los efectos de la salinidad sobre las especies objeto de estudio. Más concretamente intentando identificar rasgos que pudiesen servir para discriminar entre especies y/o cultivares las mejores respuestas a la salinidad. Por un lado, las interrelaciones entre distintos rasgos fisiológicos en respuesta a la salinidad se analizaron estadísticamente mediante un Discriminant Canonical Analysis (DCA), en el que se observó una relación entre el crecimiento y la suculencia de las hojas como medida de adaptación a la salinidad. Patrones como la acumulación de iones, el contenido en proteínas y ácidos grasos insaturados en respuesta a la salinidad pueden emplearse para discriminar entre distintas respuestas al estrés salino. Por otro lado, se estudió el efecto de la salinidad sobre la concentración y el perfil de glucosinolatos de distintos cultivares de brócoli (Brassica oleracea L.) en distintos periodos productivos. También se observó el efecto estimulador de los estreses como la temperatura y la salinidad sobre el perfil de glucosinolatos y la posibilidad de inducir complejos de glucosinolatos con fenólicos que no habían sido descritos previamente en Brassicales. El segundo objetivo se centró en la búsqueda de formas de explotación económica de las distintas respuestas fisiológicas. Por un lado, se desarrolló una metodología que permitió incrementar el contenido en glucosinolatos de las plantas de brócoli, sin que se viese en detrimento ni la producción ni los parámetros organolépticos del órgano comercial, lo cual fue posible mediante la aplicación de metil jasmonato y un polieter polisiloxano de forma foliar. Por otro lado, en las especies halofitas se analizó su aptitud par / [CA] L'augment de la concentració de sals en sòls i aigua és un dels problemes que més amenacen la humanitat pel seu efecte directe sobre la productivitat dels cultius. En termes generals, la qüestió a la qual volem contribuir és: com afrontar una situació de salinització en un context de canvi climàtic i creixement de la població? Més concretament, hem estudiat els problemes del sud-est d'Espanya des d'un enfocament en què els resultats poden ser explotats a curt i mitjà termini pel sector empresarial. La Regió de Múrcia és una de les principals zones productores del sud-est d'Espanya on també hi ha greus problemes de salinització. En aquesta tesi s'utilitzen aigües salines per al reg i s'investiguen les implicacions que això comporta a nivell d'absorció d'aigua i nutrients, estudiant també els canvis fisiològics en la planta per obtenir aplicacions que permetin el creixement econòmic. En aquest sentit s'aborden dues estratègies: d'una banda, l'estudi de les plantes d'halòfites i, de l'altra, la bioestimulació en plantes glicòfítes. La majoria dels cultius productius són plantes glicòfites, la seva produccions es veu afectada quan hi ha altes concentracions de sal en el medi de creiximent. Per contra, les plantes halófites han desenvolupat diferents mecanismes per resistir els efectes negatius de la salinitat. És per això que l'explotació directa d'halòfits s'ha identificat com una sortida econòmica per a les zones afectades. Una altra forma de mitigació dels efectes del canvi climàtic és el desenvolupament de bioestimulació per augmentar la resistència a estrès o augmentar la concentració de compostos bioactius en els aliments. Per als estudis realitzats en aquesta tesi doctoral es van seleccionar 6 espècies vegetals representatives dels diferents comportaments contra la salinitat, típics de la ubicació seleccionada (Regió de Múrcia) i d'interès per a l'empresa promotora del projecte de recerca (Sakata Seed Ibérica). Les espècies estudiades van ser: Brassica oleracea L., Brassica rapa L., Cakile maritima, Salicornia fruticosa i Atriplex halimus. El primer objectiu es va centrar en l'anàlisi dels efectes de la salinitat sobre les espècies objecte d'estudi. Més específicament tractant d'identificar trets que podrien servir per discriminar entre espècies i/o cultivars amb les millors respostes a la salinitat. D'una banda, les interrelacions entre diferents trets fisiològics en resposta a la salinitat van ser analitzades estadísticament per una Anàlisi Canònica Discriminant (DCA), en la qual s'observava una relació entre el creixement i la suculència de les fulles com a mesura d'adaptació a la salinitat. Patrons com l'acumulació d'ions, el contingut de proteïnes i àcids grassos insaturats en resposta a la salinitat es poden utilitzar per discriminar entre diferents respostes a l'estrès salí. D'altra banda, s'ha estudiat l'efecte de la salinitat en la concentració i perfil de glucosinolats de diferents cultius de bròquil (Brassica oleracea L.) en diferents períodes de producció. També vam observar l'efecte estimulant d'estrès com la temperatura i la salinitat en el perfil dels glucosinolats i la possibilitat d'induir complexos glucosinolatats amb fenòlics que no s'havien descrit prèviament en brassicales. El segon objectiu es va centrar en la recerca de formes d'explotació econòmica de les diferents respostes fisiològiques. D'una banda, es va desenvolupar una metodologia que permetia augmentar el contingut de glucosinolat de plantes de bròquil, sense perjudici ni de la producció ni dels paràmetres organolèptics de l'òrgancomercial, que va ser possible mitjançant l'aplicació de jasmonat de metil i un polieter de polisiloxà de forma foliar. D'altra banda, per a les espècies d'halòfits, es va realitzar una anàlisi per determinar la seva idoneïtat per a possibles usos tant culinaris com industrials. / [EN] The increase in the concentration of salts in soils and water is one of the problems that most threatens humanity due to its direct effect on crop productivity. In general terms, the question we want to contribute to is how to deal with salinization in the context of climate change and population growth? More specifically, we study the problems in south-eastern Spain from an approach in which the results can be exploited in the short and medium-term by the business sector. The region of Murcia is one of the main producing areas in south-eastern Spain where there are also serious salinization problems for various reasons. In this doctoral thesis, it is proposed to use saline water for irrigation and to investigate the implications that this entails at the level of water and nutrient absorption, also studying the physiological changes in the plant to obtain applications that allow economic growth. In this sense, two strategies are approached: on the one hand, the study of halophytic plants, and on the other hand, biostimulation in glycophyte plants. Most of the productive crops are glycophyte plants, their productions are affected when there are high concentrations of salt in the culture medium. On the contrary, halophyte plants have developed different mechanisms to resist the negative effects of salinity. That is why the direct exploitation of halophytes have been identified as an economic outlet for the salt-affected areas. Another way of mitigating the effects of climate change is the development of biostimulation to increase resistance to stresses or to increase the concentration of bioactive compounds in food. For the studies carried out in this doctoral thesis, 6 plant species were selected that were representative of the different behaviours towards salinity, that were specific to the selected location (The region of Murcia), and of interest to the company promoting the research project (Sakata Seed Ibérica). The species studied were: Brassica oleracea L., Brassica rapa L., Cakile maritima, Salicornia fruticosa, and Atriplex halimus. The first objective of this thesis focused on the analysis of the effects of salinity on the species understudy. More specifically trying to identify traits that could serve to discriminate between species and/or cultivars that best respond to salinity. Moreover, the interrelationships between different physiological traits in response to the salinity were statistically analysed using a Discriminant Canonical Analysis (DCA), in which a relationship between growth and succulence of the leaves were observed as a measure of adaptation to salinity. Patterns such as ion accumulation, protein content, and unsaturated fatty acids in response to salinity can be used to discriminate between different responses to salt stress. On the other hand, the effect of salinity on the concentration and profile of glucosinolates of different cultivars of broccoli (Brassica oleracea L.) indifferent productive periods were also studied. The stimulating effect of stresses such as temperature and salinity on the glucosinolate profile and the possibility of inducing glucosinolates with phenolics complexes that had not been previously described in Brassicales were also observed. The second objective focused on the search for forms of economic exploitation of the different physiological responses. On the one hand, a methodology was developed that allowed increasing the glucosinolate content of broccoli plants, without affecting the production or any organoleptic parameter of the commercial organ. This was possible through the application of methyl jasmonate and a polyether polysiloxane in foliar form. On the other hand, for the halophyte species, an analysis was carried out to determine their aptitude for possible culinary and industrial uses. / This work was funded by the Spanish Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (AGL2016-80247-C2-1-R and RTC-2015-3536-2). / Agudelo Sánchez, A. (2021). Absorción de agua y nutrientes y respuesta fisiológica de plantas halofitas y glicofitas bajo condiciones de estrés salino [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/177647 / TESIS / Compendio

El Salitral de la Vidriera (Part. Villarino, Prov. Buenos Aires) presenta una gran cantidad de factores de estrés (sequía, salinidad, alta radiación, etc.) que impiden la implantación de muchas plantas; sin embargo, permite la existencia de otras que han logrado adaptarse a tales condiciones ambientales. El objetivo de esta tesis doctoral ha sido analizar la anatomía vegetativa de especies vegetales que conforman la comunidad xero-halófila que se desarrolla en dicho Salitral y la distribución espacial de las mismas en relación al gradiente de salinidad. A partir de esta relación se buscaron especies bioindicadoras que permitan estimar el grado de salinidad del suelo. Se ha estudiado la anatomía vegetativa (foliar y caulinar) de 35 especies pertenecientes a 15 familias botánicas. Hojas y tallos fueron tratados con técnicas tradicionales para estudios anatómicos y epidérmicos, así como también para la descripción de los macropatrones de cristales de oxalato de calcio. Se analizaron, además, muestras de la capa superficial del suelo a fin de cuantificar su salinidad. En gran parte de las especies estudiadas se identificaron características morfológicas y anatómicas que demuestran una alta adaptación al ambiente, siendo las hojas los órganos con mayor variedad de estas características. En general las adaptaciones están relacionadas con la reducción de la pérdida de agua por evapotranspiración y con los mecanismos de regulación de la concentración de sales. Entre las estrategias comunes pueden citarse: reducción del área foliar (por microfilia o plegamiento de las hojas), epidermis con células de paredes engrosadas, estomas pseudo-hundidos o protegidos por tricomas, tejido acuífero, etc. Particularmente en la organización del mesofilo se observaron diseños dorsiventrales, isolaterales y céntricos, siendo éste el carácter más variable entre los estudiados. En general en los tallos se encontraron caracteres que complementan los efectos de las variaciones anatómicas presentes en las hojas. Entre éstos pueden citarse: gran cantidad de tejidos de sostén mecánico (colénquima y esclerénquima) y rápido desarrollo de crecimiento secundario (típico o atípico). La distribución de las especies muestra una estrecha relación con las características del suelo. Ocho especies vegetales fueron consideradas como buenas bioindicadoras de salinidad debido a que su distribución espacial coincide con rangos estrechos de salinidad; con ellas se confeccionó una clave dicotómica que facilita su utilización como bioindicadores. Los estudios sobre especies vegetales de ambientes hostiles revisten especial importancia debido a los profundos cambios ambientales a los que se enfrenta el hombre; este conocimiento permitirá encontrar nuevas aplicaciones y/o utilidades para estas especies. / The Salitral de la Vidriera (Part. Villarino, Prov Buenos Aires) presents a lot of stress factors (drought, salinity, high radiation, etc.) that impede the implantation of many plants, allowing the existence of others which have successfully adapted to such environmental conditions. The objective of this thesis was to analyze the vegetative anatomy of plant species that form the xero-halophytic community of the mentioned salitral and the spatial distribution of these plants in relation with the salinity gradient. From this relationship, bioindicator species were sought to estimate the degree of soil salinity. The vegetative anatomy (leaf and stem) of 35 species belonging to 15 plant families were studied. Leaves and stems were treated with traditional techniques for anatomical and epidermal studies and also to describe their calcium oxalate crystals macropatterns. Samples of topsoil also were analyzed to quantify their salinity and then to find potential bioindicator species. In most of the studied species morphological and anatomical characteristics showed high adaptation to their environment, the leaves being the organs with the greatest variety of these characteristics. Adaptations are generally related to the reduction of water loss by evapotranspiration and mechanisms for regulation of salt concentration. The common strategies found include: reduction in leaf area (by microfily or folding of leaves), epidermal cells with thickened walls, pseudo-sunken stomata or protected by trichomes, aqueous tissue, etc. Particularly in the organization of the mesophyll were observed dorsiventral, isolateral and centric designs, this being the most variable character among those studied. In general stems characters complement the effects of anatomical variations present in the leaves. Among these may be mentioned: great development of mechanical supporting tissues (collenchyma and sclerenchyma) and rapid developing of secondary growth (typical or atypical). Relating the distribution of species with soil characteristics, it was observed that there is a relationship between them. Eight plant species were considered good salinity bioindicators, because their spatial distribution coincides with narrow ranges of salinity; they were compiled in a dichotomous key to simplify their use as bioindicators. Studies on plant species of hostile environments have particular importance due to profound environmental changes that men are facing to, this knowledge will contribute to find new applications and/or utilities for these species.

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BRS Piabiru cultivadas sob condições de salinidade. O experimento foi conduzido em casa de vegetação onde as sementes foram distribuídas em vasos plásticos, preenchidos com areia lavada. Após sete dias da germinação foi fornecida solução nutritiva, ministrada a cada quatro dias e, aos 30 dias, foi realizado o desbaste, mantendo-se quatro plantas por vaso. Neste período também foram aplicadas as soluções salinas, na forma de cloreto de sódio, nas concentrações de 100, 200, 300 e 400 mM, além do tratamento controle cuja as plantas foram cultivadas na ausência da salinidade. As soluções nutritiva e salina foram aplicadas intercaladamente, a cada dois dias, até o fim do experimento. Aos 30, 60 e 90 dias após indução dos tratamentos, as plantas foram avaliadas quanto a parâmetros fisiológicos e bioquímicos (análises não destrutivas e destrutivas, respectivamente). Os dados foram submetidos à análise de variância (p≤0,05), as médias comparadas pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade de erro e analisados por regressão polinomial. Houve redução no índice de clorofila e índice de balanço de nitrogênio e, a partir de 60 dias, incremento no índice de flavonoides. Neste período, a taxa de assimilação líquida de CO2 seguiu tendência quadrática de elevação até a concentração de 250 mM e as variáveis eficiência de uso da água e eficiência de carboxilação aumentaram linearmente com o incremento da salinidade. A atividade enzimática antioxidante, através das enzimas superóxido dismutase, catalase e ascorbato peroxidase, demonstrou que a salinidade promoveu adaptação e tentativa de neutralização das espécies reativas de oxigênio produzidas durante o estresse salino, tanto na parte aérea quanto em raízes. Houve aumento no potencial osmótico em ambos órgãos aos 90 dias após indução dos tratamentos, contudo, nas raízes a síntese de prolina não seguiu a mesma tendência. Apesar da redução nos índices de clorofila e de balanço de nitrogênio, há manutenção da taxa fotossintética, a qual, associada a capacidade antioxidante e ao ajuste osmótico até a concentração de 250 mM de NaCl, caracteriza a cv. BRS Piabiru com potencial de cultivo em solos sujeitos a salinização. / Classified as optional halophyte, quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) is recognized for tolerate high levels of salinity. In Brazil, the cv. BRS Piabiru is the first recommended for grain production, providing an alternative for diversification of agricultural systems. However, studies on the adaptation of this variety in the state of Rio Grande do Sul, as well as the salinity conditions are still needed. Therefore, the objective of this study was to evaluate the physiological responses (pigments and gas exchange) and biochemical (antioxidant enzyme activity, hydrogen peroxide levels, lipid peroxidation, proline and osmotic potential) of quinoa plants cv. BRS Piabiru cultivated under saline conditions. The experiment was conducted in a greenhouse where the seeds were distributed in plastic pots filled with washed sand. After seven days of germination was supplied nutrient solution administered every four days and at day 30, the trimming was carried out, keeping four plants per pot. During this period the salt solutions have also been applied in the form of sodium chloride at concentrations of 100, 200, 300 and 400 mM, beyond which the control treatment plants were grown in the absence of salinity. The nutrient and saline solutions were applied interchangeably, every two days until the end of the experiment. At 30, 60 and 90 days after induction of treatments, the plants were evaluated for physiological and biochemical parameters (non-destructive and destructive analysis, respectively). Data were subjected to analysis of variance (p≤ 0.05), the averages compared by Tukey test at 5% error probability and analyzed by polynomial regression. There was reduction in chlorophyll content and nitrogen balance index and from 60 days, an increase in flavonoid content. During this period, net assimilation rate of CO2 followed quadratic upward trend until the concentration of 250 mM and the conditions of water use efficiency and carboxylation efficiency increased linearly with increasing salinity. The antioxidant enzyme activity by the enzyme superoxide dismutase, catalase and ascorbate peroxidase showed that the salinity promoted adaptation and attempt to neutralize the reactive oxygen species produced during salt stress, both in shoots and in roots. There was an increase of osmotic potential in both organs 90 days after induction of treatment, however, the roots proline synthesis did not follow the same trend. Despite the reduction in levels of chlorophyll and nitrogen balance, there is maintenance of photosynthetic rate, that, associated with antioxidant capacity and osmotic adjustment, until the concentration of 250 mM of NaCl, featuring the cv. BRS Piabiru with growing potential subjects soil salinization.

Pertinent abiotic and biotic factors and their interdependencies necessary to comprehend the ecology of saline systems are investigated and evaluated. A designed saline ecosystem is proposed as a constructive method to reduce waste volume. Landscape pattern is investigated as the vehicle for an evapotranspiration induced directional saline gradient. A demonstration site is used to explore conceptual design application of the idea of ecosystem pattern consisting of a linear sequence of ecotopes, each displaying its own ecological community in relation to salinity range and site context. Biota is relinquished to self-organization. Potential for research use of the ecosystem is illustrated.

[Truncated abstract] Biogeochemical processes in seagrass sediments influence growth and nutrition of seagrasses. This thesis investigates the below-ground interactions between biotic and abiotic factors that influence seagrass nutrition and growth, with focus on a small species of seagrass, Halophila ovalis (R. Br.) Hook ƒ., from the Swan River Estuary, Western Australia. Seagrass showed significantly lower growth and an increase in leaf nitrogen and phosphorus concentrations with increased organic matter loading. With maximal light reduction, lower growth rates and average leaf weights were observed, and leaf nitrogen and phosphorus concentrations were higher. Light reduction was also shown to increase bioavailability of inorganic nutrients within porewater of seagrass sediment . . . Sulphide was hypothesised to have an inhibitory effect on nutrient uptake of Halophila ovalis. Below-ground sulphide inhibits the photosynthetic efficiency of photosystem II at sulphide concentrations greater than 1 mM. Sulphide exposure enhanced phosphate uptake, with no significant effect on ammonium uptake of H. ovalis. This thesis demonstrates that biogeochemical processes both constrain the potential growth of seagrasses and influence the nutrient status of seagrass tissue. Consideration of the influence of sulphide stress on seagrasses is likely to be particularly important for anthropogenically influenced aquatic systems, where inputs of organic matter are enriched relative to pristine ecosystems. A better understanding of biogeochemical processes will allow researchers to predict how future changes in sediment chemistry will influence seagrass meadows.

Plants are exposed to many adverse factors during their life cycles. Abiotic stresses are significantly limiting plant growth and development. Abiotic stress response mechanisms involve compatible solute synthesis (e.g. sugars, sugar alcohols and amino acids). The aim of this study was to characterise the responses of plants from Plantago genus to different abiotic stresses (drought, salinity, cold and stress combination). The complete plants grew under in vitro conditions. I compared morphological parameters, selected metabolic parameters (carbohydrates balance and proline accumulation) under optimal conditions and stress exposure. This study was focused on plants from genus Plantago, because they differ from each other in their tolerance to the salinity. Both, the glycophyte and the halophyte species are described within this genus. Plantains produce besides widespread soluble carbohydrates (sucrose, glucose, fructose) also sugar alcohol sorbitol, which has been reported as a significant component of the stress response. In addition, the reaction of plants to different carbon and energy sources was tested. More severe growth inhibition of the glycophyte Plantago lanceolata compared to the halophyte P. maritima was observed under salt treatment. Significant accumulation of sorbitol was observed...

[EN] Abstract Introduction Salinity and drought are the most important environmental stress conditions reducing crop yields worldwide and limiting the distribution of wild plants in nature. Soil salinity, especially secondary salinity caused by anthropogenic practices, such as prolonged irrigation, lead to substantial agricultural yield losses, especially in arid and semiarid regions. Drought, caused by reduced water content in the soil, occurs due to disorders in nature's water cycle, chiefly when evapotranspiration exceeds precipitation in a certain area, to the point where soil water reserves can no longer support plant growth. Drought and salt stress trigger the activation of a series of basic stress mechanisms that includes among others, the control of ion transport, exclusion and compartmentalization, as well as the accumulation of compatible solutes ('osmolytes'), and the activation of antioxidant systems. These mechanisms are conserved in all plants, stress tolerant and sensitive alike, and don't necessarily confer tolerance. To decipher those mechanisms and have a better understanding on the contribution of different stress responses to the stress tolerance of a given species, we have carried out comparative studies on the responses to drought and salinity in a number of genetically related taxa with different tolerance potentials. Methodology The experimental approach was mostly based on i) establishing the relative tolerance to water and salt stress in the studied species from their distribution in nature (in the case of wild species) and through the relative inhibition of growth in the presence of stress, and ii) correlating changes in the levels of biochemical 'stress markers' associated to specific response pathways (ion transport, osmolyte accumulation¿) upon stress treatments, with the already established relative tolerance to stress. This strategy proved to be appropriate to distinguish mere general responses to stress from those mechanisms relevant for stress tolerance of the investigated species and cultivars. The work also sheds light on other aspects affected by salt stress, specifically regarding germination and reproductive success or anatomical changes in salt-stressed plants. The expression patterns of the gene NHX1, encoding a vacuolar Na+/H+ antiporter were also studied in the Plantago taxa, as a first step in the full characterisation of this ion transporter, that appears to play an important role in the mechanisms of salt tolerance in this genus. Conclusion The results obtained in this work contribute to a better understanding of general stress tolerance mechanisms in plants, and provides clear insights into the mechanisms conferring tolerance, specifically, to drought and salt stress in some wild species and crops. This work also shed more light on the highly efficient responses to stress in halophytes, plants that could be viewed as nature's answer to the aforementioned adverse environmental conditions via evolution and adaptation. Halophytes can therefore be considered as a suitable source - underutilized at present, in our opinion - of knowledge, genetic resources and biotechnological tools for the needed improvement of stress tolerance in crops. / [ES] Resumen Introducción La salinidad y la sequía son las condiciones de estrés ambiental más importantes, que reducen los rendimientos de los cultivos en todo el mundo y que limitan la distribución de las plantas silvestres en la naturaleza. La salinidad del suelo, especialmente la salinización secundaria causada por prácticas antropogénicas, como la irrigación prolongada, conducen a pérdidas importantes de rendimiento agrícola, especialmente en las regiones áridas y semiáridas. La sequía, provocada por la reducción de contenido de agua en el suelo, se produce debido a alteraciones en el ciclo del agua en la naturaleza, principalmente cuando la evapotranspiración excede la precipitación en un área determinada, hasta el punto que las reservas de agua del suelo ya no pueden soportar el crecimiento de la planta. La sequía y el estrés salino desencadenan la activación de una serie de mecanismos básicos de respuesta, que incluyen entre otros el control del transporte, la exclusión y la compartimentación de iones, así como la acumulación de solutos compatibles ('osmolitos'), y la activación de sistemas antioxidantes. Estos mecanismos están conservados en todas las plantas, tolerantes y sensibles a estrés por igual, y no confieren necesariamente tolerancia. Para descifrar estos mecanismos y conseguir una mejor comprensión de la contribución de diferentes respuestas a estrés a la tolerancia al estrés en una especie dada, hemos llevado a cabo estudios comparativos sobre las respuestas a la sequía y la salinidad, en un número de taxones relacionados genéticamente con diferentes potenciales de tolerancia. Metodología El enfoque experimental se basó principalmente en i) establecer la tolerancia relativa al estrés hídrico y al estrés salino en las especies estudiadas, a partir de su distribución en la naturaleza (en el caso de especies silvestres) y atendiendo a la inhibición relativa de su crecimiento en presencia de estrés, y ii) correlacionar cambios en los niveles de 'marcadores bioquímicos de estrés' asociados a vías específicas de respuesta (transporte de iones, acumulación de osmolitos ...) inducidos por los tratamientos de estrés, con la tolerancia relativa a estrés de las plantas, previamente establecido. Esta estrategia ha resultado ser apropiada para distinguir meras respuestas generales a estrés de los mecanismos relevantes para la tolerancia a estrés de las especies y cultivares investigados. El trabajo también arroja luz sobre otros aspectos afectados por el estrés salino, específicamente en relación con la germinación y el éxito reproductivo, o cambios anatómicos en las plantas tratadas con sal. También se estudiaron los patrones de expresión del gen NHX1, que codifica un antiportador vacuolar Na+/H+, en las especies de Plantago, como un primer paso en la caracterización completa de este transportador de iones, que parece desempeñar un papel importante en los mecanismos de tolerancia a sal en este género. Conclusión Los resultados obtenidos en este trabajo contribuyen a una mejor comprensión de los mecanismos generales de tolerancia al estrés en plantas, y proporcionan ideas claras sobre los mecanismos que confieren tolerancia, en concreto, a la sequía y al estrés salino, en algunas especies silvestres y cultivadas. Este trabajo también arroja más luz sobre las respuestas a estrés altamente eficientes en halófitas, plantas que podrían ser vistas como la respuesta de la naturaleza a las condiciones ambientales adversas antes mencionadas, a través de la evolución y la adaptación. Por lo tanto, las halófitas pueden ser consideradas como una fuente adecuada - infrautilizada en la actualidad, en nuestra opinión - de conocimiento, recursos genéticos y herramientas biotecnológicas para la necesaria mejora de la tolerancia al estrés en plantas cultivadas. / [CA] Resum Introducció La salinitat i la sequera són les condicions d'estrès ambiental més importants, que redueixen els rendiments dels cultius a tot el món i que limiten la distribució de les plantes silvestres en la naturalesa. La salinitat del sòl, especialment la salinització secundària causada per pràctiques antropogèniques, com la irrigació perllongada, condueixen a pèrdues importants de rendiment agrícola, especialment en les regions àrides i semiàrides. La sequera, provocada per la reducció de contingut d'aigua en el sòl, es produeix a causa d'alteracions en el cicle de l'aigua en la naturalesa, principalment quan la evapotranspiració excedeix la precipitació en un àrea determinada, fins al punt que les reserves d'aigua del sòl ja no poden suportar el creixement de la planta. La sequera i l'estrès salí desencadenen l'activació d'una sèrie de mecanismes bàsics de resposta, que inclouen entre uns altres el control del transport, l'exclusió i la compartimentació d'ions, així com l'acumulació de soluts compatibles ('osmolits'), i l'activació de sistemes antioxidants. Aquests mecanismes estan conservats en totes les plantes, tolerants i sensibles a estrès per igual, i no confereixen necessàriament tolerància. Per a desxifrar aquests mecanismes i aconseguir una millor comprensió de la contribució de diferents respostes a estrès a la tolerància a l'estrès en una espècie donada, hem dut a terme estudis comparatius sobre les respostes a la sequera i la salinitat, en un nombre de taxons relacionats genèticament amb diferents potencials de tolerància. Metodologia L'enfocament experimental es va basar principalment en i) establir la tolerància relativa a l'estrès hídric i a l'estrès salí en les espècies estudiades, a partir de la seua distribució en la naturalesa (en el cas d'espècies silvestres) i atenent a la inhibició relativa de el seu creixement en presència d'estrès, i ii) correlacionar canvis en els nivells de 'marcadors bioquímics d'estrès' associats a vies específiques de resposta (transport d'ions, acumulació d'osmolits ...) induïts pels tractaments d'estrès, amb la tolerància relativa a estrès de les plantes, prèviament establert. Aquesta estratègia ha resultat ser apropiada per a distingir meres respostes generals a estrès dels mecanismes rellevants per a la tolerància a estrès de les espècies i conreus investigats. El treball també llança llum sobre altres aspectes afectats per l'estrès salí, específicament en relació amb la germinació i l'èxit reproductiu, o canvis anatòmics en les plantes tractades amb sal. També es van estudiar els patrons d'expressió del gen NHX1, que codifica un anti-portador vacuolar Na+/H+, en les espècies de Plantago, com un primer pas en la caracterització completa d'aquest transportador d'ions, que sembla exercir un paper important en els mecanismes de tolerància a sal en aquest gènere. Conclusió Els resultats obtinguts en aquest treball contribueixen a una millor comprensió dels mecanismes generals de tolerància a l'estrès en plantes, i proporcionen idees clares sobre els mecanismes que confereixen tolerància, en concret, a la sequera i a l'estrès salí, en algunes espècies silvestres i conreades. Aquest treball també llança més llum sobre les respostes a estrès altament eficients en halòfites, plantes que podrien ser vistes com la resposta de la naturalesa a les condicions ambientals adverses abans esmentades, a través de l'evolució i l'adaptació. Per tant, les halòfites poden ser considerades com una font adequada - infrautilitzada en l'actualitat, en la nostra opinió - de coneixement, recursos genètics i eines biotecnològiques per a la necessària millora de la tolerància a l'estrès en plantes conreades. / Al Hassan, M. (2016). Comparative analyses of plant responses to drought and salt stress in related taxa: A useful approach to study stress tolerance mechanisms [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61985 / TESIS

<abstract>

Through inquiry, experience, and discovery, this practicum reveals the landscape of Old Wives Lake, Saskatchewan and the prairie pothole region that surrounds it. It is my intention for this work to become a device for the revealing of unseen forces, for the creation of a different attention, an altering of perception, and an openness to a unique landscape of ever changing and shifting phenomena. It is accepted that complex systems, cannot be fully understood without time, patience, and commitment; however, through learning, understanding and revealing, the potential to not simply ‘see’ a landscape, but ‘read’ a landscape is harvested to enlighten and share in its discovery. The result is an exhibition of the unexpected Saskatchewan landscape.

Through inquiry, experience, and discovery, this practicum reveals the landscape of Old Wives Lake, Saskatchewan and the prairie pothole region that surrounds it. It is my intention for this work to become a device for the revealing of unseen forces, for the creation of a different attention, an altering of perception, and an openness to a unique landscape of ever changing and shifting phenomena. It is accepted that complex systems, cannot be fully understood without time, patience, and commitment; however, through learning, understanding and revealing, the potential to not simply ‘see’ a landscape, but ‘read’ a landscape is harvested to enlighten and share in its discovery. The result is an exhibition of the unexpected Saskatchewan landscape.