Physiological implications of osmoregulation in plants

Field: Agricultural and Biological Sciences (Life Sciences)

Under natural conditions, the plants are exposed to changing environmental conditions that determine complex respuests that influence in the growth, development and productivity of the crops. The conditions of drought and salinity in the soils are the greater causes of stress in the crops and cause lost economic in the world agriculture. The drought as the salinity are osmotic stress that inhibits the growth and cause interferences at metabolic level. The recogni- tion of the biochemical and physiologic mechanisms involved in the osmoregulation involved in the osmot- ic stress allows to implement new strategies for the handling and improvement of the cultivations under conditions of stress hidric and saline. Different mech- anisms are recognized through which the plants man- age to adapt and to tolerate the changes in the water potential, between which stand: the water transport by acuaporins, the estomatic closing, the synthesis of compatible osmolites, the ion transport through selec- tive systems of sodium and potassium and those not selective located in the biological membranes and the etrution and compartimentalization of sodium. The osmoregulation confers to the plants the capacity to tolerate conditions of drought and high salinity, with the expression of adaptative mechanisms that avoid the reduction of the photosynthesis, alterations in the allocation photoasimilates and losses in yield, facts that have significant transcendency in the normal physiology of the plant and in the productivity of the crops. The present review has as central objective, to report the discoveries more recent envelope the os- morregulation process in exposed cultivated plants to stress by water deficit and by salinity in the soils. Additional keyword: osmotic adjustment, stress, salinity, drought Resumen: En condiciones naturales, las plantas es- tan expuestas a condiciones ambientales cambiantes que determinan respuestas complejas que influyen en el crecimiento, desarrollo y productividad de los cultivos. Las condiciones de sequia y salinidad en los suelos son las mayores causas de estres en los cultivos y ocasionan perdidas economicas en la agricultura mundial. Tanto la sequia como la salinidad resultan en estres osmotico, que inhibe el crecimiento y causa perturbaciones a nivel metabolico. El reconocimiento de los mecanismos bioquimicos y fisiologicos involu- crados en la osmorregulacion ante estres osmotico permite implementar nuevas estrategias para el ma- nejo y mejoramiento de los cultivos en condiciones de estres hidrico y salino. El transporte de agua por acuaporinas, el cierre estomatico, la sintesis de osmo- litos compatibles, el transporte de iones a traves de sis- temas selectivos de sodio y potasio y los no selectivos localizados en las membranas biologicas y la etrusion y compartimentalizacion de sodio, son mecanismos reconocidos en las plantas para adaptarse y tolerar cambios en el potencial hidrico. La osmorregulacion da a las plantas capacidad para tolerar condiciones de escasez de agua y salinidad elevada, con la expresion de mecanismos adaptativos que evitan disminucion de la fotosintesis, alteraciones en la traslocacion y dis- tribucion de fotoasimilados y perdidas en rendimien- to, hechos significativos en el funcionamiento normal de la planta y en la productividad de los cultivos. Este articulo tiene como objetivo revisar los hallazgos mas recientes sobre el proceso de osmorregulacion en plantas cultivadas expuestas a estres por deficit hidri- co y por salinidad en el suelo.