Miscellaneous Sets of Abiotic Stresses and Plant Strategies to Cope with Them

Abstract

Plant stress can be defined as any adverse situation or agent that can damage or block the metabolism, growth or development of a plant. The responses of plants can vary according to the frequency and intensity of the stress, as well as the growth phase of the plant under stress. Throughout their life cycle, plants are subjected to a wide variety of conditions or potential stress factors. One of the main characteristics of plants is that they do not have the ability to travel, and therefore, they remain fixed to the substrate and they are planted through their root systems. In other words, adult individuals do not have the capacity to displace, but they are able to move and respond to stimuli such as light (phototropism) or the effect of gravity (gravitropism). This means that they are unable to escape from unfavourable conditions such as abiotic stress caused by non-living agents, which are differentiated from living agents such as herbivores, fungi, bacteria or viruses which cause biotic stress. Depending on the kind of causative agent involved, abiotic stress may be divided into physical or chemical types of stress. Physical stress includes salinity (due to its osmotic component), water shortage, temperature extremes, excessive or insufficient irradiation, anaerobiosis caused by waterlogging or flooding, mechanical stress caused by wind or excessive soil compaction and stress induced by wounds or injuries. Chemical stress can be due to salinity (due to its ionic or toxic components), a lack of mineral nutrients and environmental contaminants. In addition to the particular damage caused by each of these stresses, they all facilitate the overproduction of reactive oxygen species (ROS) such as superoxide anions, hydrogen peroxide or hydroxyl radicals associated with oxidative stress. Plants have developed a series of adaptive responses against abiotic stresses and oxidative metabolisms to cope with the environment in which they live. More specifically, they have developed resistance mechanisms, which include avoidance mechanisms and tolerance mechanisms.

El estrés en las plantas se puede definir como cualquier situación adversa o agente que puede dañar o bloquear el metabolismo, el crecimiento o el desarrollo de una planta. Las respuestas de las plantas pueden variar según la frecuencia e intensidad del estrés, así como la fase de crecimiento en la que se encuentren. A lo largo de su ciclo de vida, las plantas están sujetas a una amplia variedad de condiciones o factores de estrés potenciales. Una de las principales características de las plantas es que no tienen la capacidad de desplazarse, por lo que permanecen fijas al sustrato en el que están plantadas a través de sus sistemas radiculares. En otras palabras, los individuos adultos no pueden moverse, pero son capaces de responder a estímulos como la luz (fototropismo) o el efecto de la gravedad (gravitropismo). Esto significa que no pueden escapar de condiciones desfavorables, como el estrés abiótico causado por agentes no vivos, que se diferencian de los agentes vivos como herbívoros, hongos, bacterias o virus que causan estrés biótico.

Dependiendo del tipo de agente causal involucrado, el estrés abiótico se puede dividir en estrés físico o químico. El estrés físico incluye la salinidad (debido a su componente osmótico), la escasez de agua, los extremos de temperatura, la irradiación excesiva o insuficiente, la anaerobiosis causada por el encharcamiento o las inundaciones, el estrés mecánico causado por el viento o la compactación excesiva del suelo, y el estrés inducido por heridas o lesiones. El estrés químico puede deberse a la salinidad (debido a sus componentes iónicos o tóxicos), la falta de nutrientes minerales y los contaminantes ambientales.

Además del daño particular causado por cada uno de estos estreses, todos ellos facilitan la sobreproducción de especies reactivas de oxígeno (ROS) como aniones superóxido, peróxido de hidrógeno o radicales hidroxilo asociados con el estrés oxidativo. Las plantas han desarrollado una serie de respuestas adaptativas contra los estreses abióticos y los metabolismos oxidativos para hacer frente al entorno en el que viven. Más específicamente, han desarrollado mecanismos de resistencia, que incluyen mecanismos de evitación y mecanismos de tolerancia.