Fluorescencia de clorofila y la partición de biomasa en condiciones de deficiencia de luz y nitrógeno: un ejemplo del uso del lenguaje de programación R para la docencia
PDF (English)
HTML (English)
EPUB (English)

Palabras clave

Fluorescencia de clorofila
partición de masa seca
deficiencia de nitrógeno

Cómo citar

Pérez-Molina, J. P., Castro Lara, R., Portuguez Brenes, I., Araya Trejos, V., & Quesada Traña, A. (2020). Fluorescencia de clorofila y la partición de biomasa en condiciones de deficiencia de luz y nitrógeno: un ejemplo del uso del lenguaje de programación R para la docencia. UNED Research Journal, 12(1), e2629. https://doi.org/10.22458/urj.v12i1.2629


Introducción: La fluorescencia de clorofila (Fv/Fm) detecta el daño en el fotosistema II (PSII) en plantas expuestas a algún tipo de estrés (biótico y/o abiótico). Objetivo: En este contexto, se evaluó la fluorescencia de la clorofila (Fv/Fm) para el diagnóstico del efecto de la deficiencia de N y la luz en Solanum lycopersicum. Métodos: El experimento consistió en dos tratamientos de luz (alta y baja) y dos soluciones de Hoagland (N deficiencia: (-)N; y solución completa: C). Durante cuatro semanas se realizó mediciones semanales de altura (H), número de hoja (NL) y Fv/Fm. En la cuarta semana se midió la partición de biomasa seca (raíz: RMR; tallo: SMR; y hojas: LMR) y concentración de clorofila. Resultados: Encontramos diferencia estadísticamente significativa entre los tratamientos para H, NL y Fv/Fm (P<0,01), con excepción de la concentración de clorofila (P>0,05). En ambas condiciones de luz fue mayor LMR en el tratamiento C, pero con menor RMR en comparación con (-)N. Se encontró correlación estadísticamente significativa (P<0,05) entre Fv/Fm y LMR, RMR y SMR (-76%, 69% y 37%, respectivamente). Conclusión: En general, podemos enfatizar que el Fv/Fm es una variable sensible al estrés causado por la deficiencia de nitrógeno y luz, cuyo progreso puede evaluarse a lo largo del tiempo. Finalmente, Fv/Fm demostró ser un indicador de la partición de la biomasa del estrés inducido por la deficiencia de N y podría implementarse en el diagnóstico en programas de mejoramiento.
PDF (English)
HTML (English)
EPUB (English)


Baker, N. R., & Rosenqvist, E. (2004). Applications of chlorophyll fluorescence can improve crop production strategies: an examination of future possibilities. Journal of Experimental Botany, 55(403), 1607–1621. DOI: 10.1093/jxb/erh196

Baker, N. R. (2008). Chlorophyll Fluorescence: A Probe of Photosynthesis In Vivo. Annual Review of Plant Biology, 59(1), 89–113. DOI: 10.1146/annurev.arplant.59.032607.092759

Bernard, S. M., & Habash, D. Z. (2009). The importance of cytosolic glutamine synthetase in nitrogen assimilation and recycling. New Phytologist, 182(3), 608-620. DOI: 10.1111/j.1469-8137.2009.02823.x

Bettini, P. P., Marvasi, M., Fani, F., Lazzara, L., Cosi, E., Melani, L., & Mauro, M. L. (2016). Agrobacterium rhizogenes rolB gene affects photosynthesis and chlorophyll content in transgenic tomato (Solanum lycopersicum L.) plants. Journal of Plant Physiology, 204, 27-35. DOI: 10.1016/j.jplph.2016.07.010

Björkman, O. (1981). Responses to different quantum flux densities In O. L. Lange P. S. Nobel C. B. Osmond, & H. Ziegler (Eds.), Physiological Plant Ecology I (pp. 57-107). Berlin, Germany: Springer. DOI: 10.1007/978-3-642-68090-8_4

Cai, J., Chen, L., Qu, H., Lian, J., Liu, W., Hu, Y., & Xu, G. (2012). Alteration of nutrient allocation and transporter genes expression in rice under N, P, K, and Mg deficiencies. Acta Physiologiae Plantarum, 34(3), 939-946. DOI: 10.1007/s11738-011-0890-x

Cosgrove, J., & Borowitzka, M. A. (2010). Chlorophyll Fluorescence Terminology: An Introduction. In D. J. Suggett, O. Prášil & M. A. Borowitzka (Eds.), Chlorophyll a Fluorescence in Aquatic Sciences: Methods and Applications (pp. 1-17). Dordrecht, Netherlands: Springer.

Crawley, M. (2002). The R Book (2nd ed.). Chichester, U.K.: John Wiley & Sons Ltd.

de Groot, C. C., van den Boogaard, R., Marcelis, L. F., Harbinson, J., & Lambers, H. (2003). Contrasting effects of N and P deprivation on the regulation of photosynthesis in tomato plants in relation to feedback limitation. Journal of Experimental Botany, 54(389), 1957-1967. DOI: 10.1093/jxb/erg193

Dong, Z., Men, Y., Li, Z., Zou, Q., & Ji, J. (2019). Chlorophyll fluorescence imaging as a tool for analyzing the effects of chilling injury on tomato seedlings. Scientia Horticulturae, 246, 490-497. DOI: 10.1016/j.scienta.2018.11.019

Enríquez, S., & Borowitzka, M. A. (2010). The use of the fluorescence signal in studies of seagrasses and macroalgae. In D. Suggett O. Prášil & M. Borowitzka (Eds.), Chlorophyll a fluorescence in aquatic sciences: methods and applications (pp. 187-208). Dordrecht, Netherlands: Springer. DOI: 10.1007/978-90-481-9268-7_9

Gu, L., Han, J., Wood, J. D., Chang, C. Y. Y., & Sun, Y. (2019). Sun‐induced Chl fluorescence and its importance for biophysical modeling of photosynthesis based on light reactions. New Phytologist, 223, 1179-1191. DOI: 10.1111/nph.15796

Horton, P., & Ruban, A. (2004). Molecular design of the photosystem II light-harvesting antenna: photosynthesis and photoprotection. Journal of Experimental Botany, 56(411), 365-373. DOI: 10.1093/jxb/eri023

Hussain, S., Iqbal, N., Brestic, M., Raza, M. A., Pang, T., Langham, D. R., . . . Gao, Y. (2019). Changes in morphology, chlorophyll fluorescence performance and Rubisco activity of soybean in response to foliar application of ionic titanium under normal light and shade environment. Science of the Total Environment, 658, 626-637. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.12.182

Hussain, S., Khan, F., Cao, W., Wu, L., & Geng, M. (2016). Seed Priming Alters the Production and Detoxification of Reactive Oxygen Intermediates in Rice Seedlings Grown under Sub-optimal Temperature and Nutrient Supply. Frontiers in Plant Science, 7, 439. DOI:10.3389/fpls.2016.00439

IMN. (2019). Instituto Meteorológico Nacional de Costa Rica. Retreived from https://www.imn.ac.cr/en/web/imn/inicio

Jiao, X.-C., Song, X.-M., Zhang, D.-L., Du, Q.-J., & Li, J.-M. (2019). Coordination between vapor pressure deficit and CO2 on the regulation of photosynthesis and productivity in greenhouse tomato production. Scientific Reports, 9(1), 8700. DOI: 10.1038/s41598-019-45232-w

Kaiser, E., Ouzounis, T., Giday, H., Schipper, R., Heuvelink, E., & Marcelis, L. F. M. (2019). Adding Blue to Red Supplemental Light Increases Biomass and Yield of Greenhouse-Grown Tomatoes, but Only to an Optimum. Frontiers in Plant Science, 9(2002). DOI: 10.3389/fpls.2018.02002

Kassambara, A., & Mundt, F. (2017). factoextra: Extract and Visualize the Results of Multivariate Data Analyses. (R package version Retrieved from https://rpkgs.datanovia.com/factoextra/index.html

Küpper, H., Benedikty, Z., Morina, F., Andresen, E., Mishra, A., & Trtilek, M. (2019). Analysis of OJIP Chlorophyll Fluorescence Kinetics and QA Reoxidation Kinetics by Direct Fast Imaging. Plant Physiology, 179(2), 369-381. DOI: 10.1104/pp.18.00953

Li, Y., Song, H., Zhou, L., Xu, Z., & Zhou, G. (2019). Tracking chlorophyll fluorescence as an indicator of drought and rewatering across the entire leaf lifespan in a maize field. Agricultural Water Management, 211, 190-201. DOI: 10.1016/j.agwat.2018.09.050

Lichtenthaler, H. K. (1987). Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. In W. B. Jakoby, , S. P. Colowick, & O. W. Griffith (Eds.), Methods in Enzymology (Vol. 148, pp. 350-382). U.S.A.: Academic Press. DOI: 10.1016/0076-6879(87)48036-1

Lin, Y.-L., Chao, Y.-Y., Huang, W.-D., & Kao, C. H. (2011). Effect of nitrogen deficiency on antioxidant status and Cd toxicity in rice seedlings. Plant Growth Regulation, 64(3), 263-273. DOI: 10.1007/s10725-011-9567-0

Liu, Z., Yan, H., Wang, K., Kuang, T., Zhang, J., Gui, L., . . . Chang, W. (2004). Crystal structure of spinach major light-harvesting complex at 2.72 Å resolution. Nature, 428(6980), 287. DOI: 10.1038/nature02373

Madriaza, K., Saldaña, A., Salgado-Luarte, C., Escobedo, V. M., & Gianoli, E. (2019). Chlorophyll Fluorescence May Predict Tolerance to Herbivory. International Journal of Plant Sciences, 180(1), 81-85. DOI: 10.1086/700583

Murchie, E. H., & Lawson, T. (2013). Chlorophyll fluorescence analysis: a guide to good practice and understanding some new applications. Journal of Experimental Botany, 64(13), 3983–3998. DOI: 10.1093/jxb/ert208

Ortigosa, F., Valderrama‐Martín, J. M., Ávila, C., Cánovas, F. M., & Cañas, R. A. (2019). Understanding plant nitrogen nutrition through a laboratory experiment. Biochemistry and Molecular Biology Education, 47(4), 450-458. DOI: 10.1002/bmb.21239

Pan, T., Wang, Y., Wang, L., Ding, J., Cao, Y., Qin, G., . . . Zou, Z. (2019). Increased CO2 and light intensity regulate growth and leaf gas exchange in tomato. Physiologia Plantarum. DOI: 10.1111/ppl.13015

RCoreTeam. (2017). R: A language and environment for statistical computing. Vienna: R Foundation for Statistical Computing.

Rencher, A. C. (2003). Methods of Multivariate Analysis (2nd ed.). New York, USA.: John Wiley & Sons, Inc. DOI: 10.1002/0471271357

Ruban, A. V. (2016). Nonphotochemical chlorophyll fluorescence quenching: mechanism and effectiveness in protecting plants from photodamage. Plant Physiology, 170(4), 1903-1916. DOI: 10.1104/pp.15.01935

Seddon, J., Ajani, U., Sperduto, R., Hiller, R., Blair, N., Burton, T., . . . Miller, D. (1994). Dietary carotenoids, vitamin-A, vitamin-C, and vitamin-E, and advanced age-related macular degeneration. Jama-Journal of the American Medical Association, 272(18), 1413-1420. DOI: 10.1001/jama.272.18.1413

Shin, R., Berg, R. H., & Schachtman, D. P. (2005). Reactive oxygen species and root hairs in Arabidopsis root response to nitrogen, phosphorus and potassium deficiency. Plant and Cell Physiology, 46(8), 1350-1357. DOI: 10.1093/pcp/pci145

Singh, M., Kumar, J., Singh, V., & Prasad, S. (2014). Plant tolerance mechanism against salt stress: the nutrient management approach. Biochemical Pharmacology, 3, e165. DOI: 10.4172/2167-0501.1000e165

Singh, M., Singh, V. P., & Prasad, S. M. (2016). Responses of photosynthesis, nitrogen and proline metabolism to salinity stress in Solanum lycopersicum under different levels of nitrogen supplementation. Plant Physiology and Biochemistry, 109, 72-83. DOI: 10.1016/j.plaphy.2016.08.021

Szeto, Y. T., Tomlinson, B., & Benzie, I. F. (2002). Total antioxidant and ascorbic acid content of fresh fruits and vegetables: implications for dietary planning and food preservation. British Journal of Nutrition, 87(1), 55-59. DOI: 10.1079/BJN2001483

Creative Commons License
Esta obra está bajo licencia internacional Creative Commons Reconocimiento 4.0.